بحث عن سلوك الموائع

يعد علم الموائع من العلوم التي تشغل بال الكثير من المهتمين بعلم الفيزياء، وذلك لأنه يحتوي على الكثير من الأشياء التي تخص حياتنا، مثل صناعة القوارب والسفن الكبيرة وآلية عمل الغواصات وجهاز قياس الضغط، وغيرها من الأشياء التي تدخل في كافة مناحي الحياة، وقد أدت الدراسات الكثيرة التي أجريت في هذا المجال منذ القدم وحتى اليوم إلى العديد من الاختراعات التي تستخدم حتى يومنا هذا في العديد من المجالات.

تعريف الموائع

المائع هو مجموعة من الجزيئات التي ترتبط مع بعضها بشكل ضعيف. وهو سهل التأثير عليه من قبل مؤثر خارجي، مثل المياه في إناء، ويمكن للمائع أن يأخذ شكل الشيء الذي يحتوي عليه، مثل العصير في الإناء أو أي شيء آخر. والدم هو مائع، والعروق هي الطريقة التي يتدفق بها المائع، ويأخذ المائع سلوك الشيء الذي يوضع فيه ويعطي شكله النهائي.

وبالإضافة إلى ذلك، الغازات هي أيضا من الموائع التي يمكن ضغطها، وتم تصنيف الموائع إلى نوعين: الموائع التي يمكن ضغطها وتتغير كثافتها بعد الضغط، والموائع التي لا تتأثر بالضغط مثل السوائل التي لا يتغير حجمها أو كثافتها بالضغط.

الضغط على الموائع

يتأثر سلوك الموائع في الحياة بالعديد من العوامل، بما في ذلك الضغط. يوجد نوعان من الضغط على الموائع، الضغط على الموائع الساكنة والضغط على الموائع المتحركة، ويمكن تفسير كلًا منهما على النحو التالي:

الضغط على المائع المتحرك

في هذه الجملة تم شرح معادلة برنولي التي تصف الضغط على المائع المتحرك، وتقول إن السرعة ترتفع عندما ينخفض الضغط على المائع، والعكس صحيح، ويؤدي ارتفاع الضغط بشكل عام إلى تعطيل حركة المائع وسرعته. ويمكن وصف هذا الأمر من الناحية العلمية بالشكل الرياضي، حيث يتساوى مجموع الطاقة الحركية والضغط لوحدة الحجم مع المقدار الثابت في أي نقطة من نقاط سريان المائع.

الضغط على المائع الساكن

وعلى الجانب الآخر، نجد أنه قد تم وصف الضغط على تلك المائع الساكن من خلال قانون باسكال. وركز العالم باسكال بشكل كبير على الضغط على الموائع الساكنة، وهو القانون الذي ينص على أن أي نوع من السوائل التي توجد في إناء، إذا تم الضغط على جزء منه، فإنها سوف تنقل الضغط إلى كل مكان في الإناء. وهذا القانون قد ساعد في الكثير من الصناعات المختلفة، من بينها جهاز ضغط الهواء ورافعات السيارات الثقيلة.

ينتج الضغط في السوائل بسبب وزن السائل في جميع الاتجاهات وعموديًا على الجهاز الذي يوجد في السائل وعلى الوعاء الذي يحتويعلى السائل.

العوامل التي تؤثر في الضغط على المائع

توجد العديد من العوامل التي تؤثر بشكل واضح على سلوك الموائع، خاصةً عندما تتعرض لضغوط، ومن بين أهم العوامل التي تؤثر في ذلك هي:

كثافة المائع

تؤكد التجارب السابقة على أن كثافة السائل تتناسب طرديا مع الضغط المطبق عليه، حيث يزيد الضغط بزيادة كثافة السائل.

عمق النقطة التي وقع عليها الضغط

جميع التجارب السابقة أكدت أن النقطة التي يتم تطبيق الضغط عليها تتناسب بشكل طردي مع قيمة الضغط المطبق عليها. كلما زاد عمق تلك النقطة، زادت قيمة الضغط عليها. وكلما زادت قيمة الضغط على وعاء ما، زاد الاتجاه نحو الأسفل. وكلما ارتفعنا إلى سطح الوعاء، انخفض الضغط المطبق على النقطة وعلى سطح السائل، ويصبح الضغط الجوي هو الضغط الفعلي.

يجب إدراك أن شكل الإناء الذي يحتوي المائع لا يؤثر على الضغط الذي يتعرض له المائع بأي شكل، ولكن الأمور التي تؤثر على الضغط على المائع هي النقاط التي ذُكرت سابقًا فقط.