ميكانيكا الموائع السكونية

تعريف الموائع

تعريف الموائع - صفحة1

الفصل الأول:
ميكانيكا الموائع السكونية

تعريف الموائع - صفحة2

أهداف الفصل الأول
بعد دراسة هذا الفصل يتوقع من التلميذ أن يكون قادراً على أن:
1- يعرَف المائع.
2- يذكر العوامل التي يعتمد عليها ضغط السائل عند أي نقطة داخله.
3- يحسب الضغط المطلق والضغط المعياري لمائعٍ محصور.
4- يفسر عمل المانومتر.
5- يذكر نص مبدأ باسكال.
6- يفسر مبدأ عمل المكبس وكابح السيارة على ضوء مكبس باسكال.
7- يذكر نص قاعدة أرخميدس للأجسام الطافية والمغمورة.
8- يفسر مبدأ عمل كل من (السفينة والغواصة والمنطاد والهيدرومتر) على ضوء قاعدة أرخميدس.

تعريف الموائع - صفحة3

ميكانيكا الموائع السكونية:

ميكانيكا الموائع من العلوم المهمة لما لها من تطبيقات كثيرة في حياة الإنسان, فبناء السدود وصناعة السفن والطائرات والغواصات إلى حركة المياه وسريان الدم في الأوعية الدموية, وحركة الأمواج في البحار, بالإضافة إلى حركة السوائل في معظم الأجهزة مثل ماكينة السيارة... إلخ, تدخل كلها ضمن دراسة هذا العلم.

تعريف الموائع - صفحة4

أولاً : الموائع :

تعريف الموائع - صفحة5

أولاً : الموائع :

توجد بين جزيئات المادة قوى تماسك، وتتفاوت هذه القوى بين مادة ومادة، وبين حالة وحالة .

تعريف الموائع - صفحة6

فالمادة في الحالة الجامدة تتمتع بقوى تماسك كبيرة بين جزيئاتها، مما يجعل جزيئات المادة تهتز في مساحة ضيقة ويجعل المسافات بينها صغيرة. فهذا يجعل المادة تحافظ على حجمها وشكلها.

تعريف الموائع - صفحة7

وتكون قوى التماسك ضعيفة في الحالة السائلة، وضعيفة جداً في الحالة الغازية،

تعريف الموائع - صفحة8

وتكون قوى التماسك ضعيفة في الحالة السائلة، وضعيفة جداً في الحالة الغازية،

مما يجعلها سهلة الاستجابة لتأثير القوى الخارجية التي تحاول تغيير شكلها مما يجعلها تتصف بالجريان (للسوائل) أو الانتشار (للغازات). ومن هنا سميت السوائل والغازات بالموائع .

ضغط السوائل

ضغط السوائل - صفحة1

ثانياً : ضغط السوائل

ضغط السوائل - صفحة2

ثانياً : ضغط السوائل

الضغط هو القوة العمودية على وحدة المساحة

ض = ق
س

حيث ق = القوة العمودية على المساحة س .

ضغط السوائل - صفحة3

ثانياً : ضغط السوائل

الضغط هو القوة العمودية على وحدة المساحة:

ض = ق
س

حيث ق = القوة العمودية على المساحة س .

ض= الضغط ووحدته (نيوتن/م2) وتسمى باسكال (وفقاً لنظام الوحدات العالمي SI).

ضغط السوائل - صفحة4

لنأخذ سائلاً في حالة السكون، فإن ضغط السائل على مساحة صغيرة
س على عمق ف هو:

ض = ق

س

ضغط السوائل - صفحة5

لنأخذ سائلاً في حالة السكون، فإن ضغط السائل على مساحة صغيرة س على عمق ف هو:

ض = ق

س

حيث ق تساوي وزن عمود السائل (و) فوق المساحة
س.

ضغط السوائل - صفحة6

لنأخذ سائلاً في حالة السكون، فإن ضغط السائل على مساحة صغيرة س على عمق ف هو:

ض = ق

س

حيث ق يساوي وزن عمود السائل (و) فوق المساحة
س.

وبالتالي ق = كتلة عمود السائل (ك)× تسارع الجاذبية الأرضية (جـ).

ضغط السوائل - صفحة7

لنأخذ سائلاً في حالة السكون، فإن ضغط السائل على مساحة صغيرة س على عمق ف هو:

ض = ق

س

حيث ق يساوي وزن عمود السائل (و) فوق المساحة
س .

وبالتالي ق = كتلة عمود السائل (ك)× تسارع الجاذبية الأرضية (جـ).

           = حجم عمود السائل (ح)× كثافة السائل (ث) × جـ

ضغط السوائل - صفحة8

حجم عمود السائل =
س × ف

ضغط السوائل - صفحة9

حجم عمود السائل =
س × ف

ق =
س × ف × ث × جـ

ضغط السوائل - صفحة10

حجم عمود السائل =
س × ف

ق =
س × ف × ث × جـ

ض=
س×ف×ث×جـ

س

ضغط السوائل - صفحة11

CHANGE OF PRESSURE OF A LIQUID

حجم عمود السائل =
س × ف

ق =
س × ف × ث × جـ

ض=
س×ف×ث×جـ

س

ض=ف×ث×جـ

ضغط السوائل - صفحة12

CHANGE OF A PRESSURE OF A LIQUID

حجم عمود السائل =
س × ف

ق =
س × ف × ث × جـ

ض=
س×ف×ث×جـ

س

ض=ف×ث×جـ

ويتبين أن ضغط السائل عند أي نقطة يعتمد على عمق النقطة وكثافة السائل, باعتبار (جـ) قيمة ثابتة.

تجربة

ضغط السوائل - صفحة13

وإذا أخذنا الضغط الجوي (ض0) المؤثر على سطح السائل فإن الضغط عند أي نقطة يعطي العلاقة:

ض = ض0 + ف × ث × جـ

ضغط السوائل - صفحة14

ضغط السوال

ضغط السائل على جسم مغمور في بيئة معزولة عن الضغط الجوي:

=
م

ضغط السوائل

=
كغم/م3
ضغط السائل على الجسم: ض = ف × ث × جـ
ض =
باسكال

ضغط السوائل - صفحة15

قياس الضغط

قياس الضغط - صفحة1

ثالثاً: قياس الضغط:

قياس الضغط - صفحة2

ثالثاً: قياس الضغط:

1- قياس الضغط الجوي:

قياس الضغط - صفحة3

ثالثاً: قياس الضغط:

BAROMETER

1- قياس الضغط الجوي:

الضغط الجوي هو الضغط الناتج عن طبقة الهواء المحيطة بسطح الأرض.ويقاس الضغط الجوي بالبارومتر الزئبقي.

تجربة

قياس الضغط - صفحة4

البارومتر الزئبقي

مثال - إذا أخذنا بارومتراً عند سطح البحر، نرى أن ارتفاع الزئبق الذي يعادل الضغط الجوي ف = 0.76 م. إذا أردنا حساب الضغط الجوي فإنه يساوي ضغط عمود الزئبق.

قياس الضغط - صفحة5

البارومتر الزئبقي

مثال - إذا أخذنا بارومتراً عند سطح البحر، نرى أن ارتفاع الزئبق الذي يعادل الضغط الجوي ف = 0.76 م. إذا أردنا حساب الضغط الجوي فإنه يساوي ضغط عمود الزئبق.

      ض = ف × ث × جـ

قياس الضغط - صفحة6

البارومتر الزئبقي

مثال - إذا أخذنا بارومتراً عند سطح البحر، نرى أن ارتفاع الزئبق الذي يعادل الضغط الجوي ف = 0.76 م. إذا أردنا حساب الضغط الجوي فإنه يساوي ضغط عمود الزئبق.

      ض = ف × ث × جـ

      =0.76 م× 13.6×310 كغم/م3×9.8م/ث2.

قياس الضغط - صفحة7

البارومتر الزئبقي

مثال - إذا أخذنا بارومتراً عند سطح البحر، نرى أن ارتفاع الزئبق الذي يعادل الضغط الجوي ف = 0.76 م. إذا أردنا حساب الضغط الجوي فإنه يساوي ضغط عمود الزئبق..

      ض = ف × ث × جـ

      =0.76م ×13.6×310 كغم/م3×9.8م/ث2.

          =1.013×510 باسكال

قياس الضغط - صفحة8

أسئلة للتحليل :

قياس الضغط - صفحة9

أسئلة للتحليل :

1- ماذا يحدث إذا صعدنا مع جهاز بارومتر إلى قمة جبل عالٍ؟ لماذا؟

قياس الضغط - صفحة10

أسئلة للتحليل :

1- ماذا يحدث إذا صعدنا مع جهاز بارومتر إلى قمة جبل عالٍ؟ لماذا؟

2- ماذا يحدث إذا وضعنا هذا الجهاز في مكان مفرغ من الهواء تماماً؟

قياس الضغط - صفحة11

2- قياس ضغط مائع محصور:

قياس الضغط - صفحة12

2- قياس ضغط مائع محصور:

المانومتر

يستعمل لقياس ضغط مائع محصور جهاز يسمى المانومترManometer.

قياس الضغط - صفحة13

2- قياس ضغط مائع محصور :

يستعمل لقياس ضغط مائع محصور جهاز يسمى المانومترManometer.

ضغط المائع المحصور = الضغط الجوي + ضغط عمود السائل في الشعبة المفتوحة

قياس الضغط - صفحة14

ضغط المائع المحصور = الضغط الجوي + ضغط عمود السائل في الشعبة المفتوحة

     ض =     ض0    +   
ف × ث × جـ

قياس الضغط - صفحة15

ضغط المائع المحصور = الضغط الجوي + ضغط عمود السائل في الشعبة المفتوحة

     ض =     ض0    +   
ف × ث × جـ


ف = الفرق بين مستوى السائل في الشعبتين.

وتسمى ض الضغط المطلق للمائع (الضغط الكلي )

قياس الضغط - صفحة16

مثال :وصلت اسطوانة غاز بجهاز مانومتر يحتوي على سائل الزئبق فهبط الزئبق في الشعبة القصيرة مسافة مقدارها 20 سم، أحسب الضغط المطلق للغاز، إذا علمت أن الضغط الجوي = 1.013 × 510 باسكال .
كثافة الزئبق 13.6 ×310كغم/ م3.

المانومتر

قياس الضغط - صفحة17

المانومتر

الحل : إذا هبط مستوى الزئبق 20 سم في الشعبة القصيرة فيكون ارتفع 20 سم في الشعبة الطويلة فيكون
ف = 40 سم .

قياس الضغط - صفحة18

المانومتر

الحل : إذا هبط مستوى الزئبق 20 سم في الشعبة القصيرة فيكون ارتفع 20 سم في الشعبة الطويلة فيكون
ف = 40 سم .

  ض = ض0 +
ف × ث × جـ

قياس الضغط - صفحة19

المانومتر

الحل : إذا هبط مستوى الزئبق 20 سم في الشعبة القصيرة فيكون ارتفع 20 سم في الشعبة الطويلة فتكون
ف = 40 سم .

  ض = ض0 +
ف × ث × جـ

      = 1.013×510 باسكال +(0.4م×13600كغم/م3×9.8م/ث2)

قياس الضغط - صفحة20

المانومتر

الحل : إذا هبط مستوى الزئبق 20 سم في الشعبة القصيرة فيكون ارتفع 20 سم في الشعبة الطويلة فتكون
ف = 40 سم.

  ض = ض0 +
ف × ث × جـ
      = 1.013×510 باسكال +(0.4م×13600كغم/م3×9.8م/ث2)
      = 1.546×510 باسكال

قياس الضغط - صفحة21

ملاحظة : يستعمل اليوم جهاز مانومتر معدني لا يعتمد على النظرية السابقة ويستعمل مثلاً في قياس ضغط الهواء داخل عجلات السيارة.

المانومتر المعدني
المانومتر المعدني

قياس الضغط - صفحة22

مبدأ باسكال وتطبيقاته

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة1

رابعاً : مبدأ باسكال :

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة2

رابعاً : مبدأ باسكال :

نص مبدإ باسكال : " إذا سلط ضغط إضافي على سائل محصور فإن هذا الضغط ينتقل إلى جميع أجزاء السائل بالتساوي ".

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة3

رابعاً : مبدأ باسكال :

باسكال

نص مبدأ باسكال : " إذا سلط ضغط إضافي على سائل محصور فإن هذا الضغط ينتقل إلى جميع أجزاء السائل بالتساوي ".

وتنتج هذه الظاهرة عن عدم قابلية السائل للإنضغاط، لذلك فهو ينقل القوى المؤثرة عليه عبر أجزائه المختلفة دون أن يغيّر في مقدارها.

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة4

تطبيقات مبدأ باسكال :

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة5

1- المكبس الهيدروليكي:

المكبس الهيدروليكي

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة6

1- المكبس الهيدروليكي:

المكبس الهيدروليكي

يتألف من اسطوانتين مختلفتين في مساحة مقطعيهما.

في حالة التوازن   ض1 = ض2

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة7

1- المكبس الهيدروليكي:

المكبس الهيدروليكي

يتألف من اسطوانتين مختلفين في مساحة مقطعيهما.

في حالة التوازن   ض1 = ض2

ق1 = ق2
س1 س2

تجربة
  

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة8

مثال : احسب القوة اللازمة لرفع سيارة كتلتها 1800 كغم باستعمال مكبس زيت مساحة مقطع اسطوانتيه 10 سم2 و1500 سم2.

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة9

الحل: القوة المقاومة التي تبذلها السيارة هي ثقلها.

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة10

الحل : القوة المقاومة التي تبذلها السيارة هي ثقلها.
       ق2 = ك × جـ

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة11

الحل : القوة المقاومة التي تبذلها السيارة هي ثقلها.
       ق2 = ك × جـ
           = 1800 × 9.8 = 17640 نيوتن

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة12

الحل : القوة المقاومة التي تبذلها السيارة هي ثقلها
       ق2 = ك × جـ
           = 1800 × 9.8 = 17640 نيوتن

عند الإتزان:     ق1 = ق2
س1 س2

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة13

الحل : القوة المقاومة التي تبذلها السيارة هي ثقلها
       ق2 = ك × جـ
           = 1800 × 9.8 = 17640 نيوتن

عند الإتزان:     ق1 = ق2
س1 س2
ق1= س1 × ق2 = 10سم2×17640نيوتن =117.6 نيوتن
س2 1500سم2

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة14

2- الكوابح :

الكوابح

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة15

2- الكوابح :

الدواسة المتصلة بالمكبس تنقل القوة مكبّرة فتحدث ضغطاً كبيراً على السائل في الاسطوانة الرئيسية وينتقل هذا الضغط بواسطة السائل إلى الاسطوانات الموجودة عند العجلات، حيث يوجد مكبسان عند كل عجلة يتصلان بما يعرف بالفحمات فيدفعانها نحو جدار الصاج للعجلة وينتج عن ذلك احتكاك شديد بين الحذائين والعجلة يؤدي إلى تخفيف السرعة أو إيقاف السيارة.

مبدأ باسكال وتطبيقاته - صفحة16

قاعدة أرخميدس

قاعدة أرخميدس - صفحة1

خامساً : قاعدة أرخميدس :

إن أي جسم مغمور في مائع يتعرض إلى قوة دفع إلى أعلى (ق) تساوي ثقل السائل المزاح .

قاعدة أرخميدس - صفحة2

خامساً : قاعدة أرخميدس :

إذا علقنا جسماً بميزان زنبركي، فنحصل على ثقل الجسم في الهواء (و).

قاعدة أرخميدس - صفحة3

خامساً : قاعدة أرخميدس :

علقنا جسماً بميزان زنبركي، فنحصل على ثقل الجسم في الهواء (و).

أما إذا غمرنا الجسم بالماء، فنحصل على ثقله في الماء (وَ) الذي يكون أقل من ثقل الجسم في الهواء .

قاعدة أرخميدس - صفحة4

إن هذا الانخفاض في الثقل (الوزن) ناتج عن وجود قوة دفع عمودية إلى أعلى " Bouyant force" (قوة الطفو) تبذلها السوائل على الأجسام المغمورة فيها .

قاعدة أرخميدس - صفحة5

إن هذا الانخفاض في الثقل (الوزن) ناتج عن وجود قوة دفع عمودية إلى أعلى "Bouyant force" تبذلها السوائل على الأجسام المغمورة فيها .

هذه القوة ق تعادل ثقل الماء المزاح .

قاعدة أرخميدس - صفحة6

إن هذا الانخفاض في الثقل (الوزن) ناتج عن وجود قوة دفع عمودية إلى أعلى "Bouyant force" تبذلها السوائل على الأجسام المغمورة فيها .

هذه القوة ق تعادل ثقل الماء المزاح .

ق = كتلة السائل المزاح (ك) × جـ

قاعدة أرخميدس - صفحة7

إن هذا الانخفاض في الثقل (الوزن) ناتج عن وجود قوة دفع عمودية إلى أعلى "Bouyant force" تبذلها السوائل على الأجسام المغمورة فيها .

هذه القوة ق تعادل ثقل الماء المزاح .

ق = كتلة السائل المزاح × جـ

   = كثافة السائل (ث) × حجم السائل المزاح (ح) × جـ

    =ث × ح × جـ

قاعدة أرخميدس - صفحة8

إن هذا الانخفاض في الثقل (الوزن) ناتج عن وجود قوة دفع عمودية إلى أعلى "Bouyant force" تبذلها السوائل على الأجسام المغمورة فيها .

هذه القوة ق تعادل ثقل الماء المزاح .

ق = كتلة السائل المزاح × جـ

    = كثافة السائل (ث) × حجم السائل المزاح (ح) × جـ

    =ث × ح × جـ

    وكذلك ق = و - وَ

قاعدة أرخميدس - صفحة9

ويمكن هنا دراسة ثلاث حالات:

1- في حالة الغرق : يكون حجم السائل المزاح = حجم الجسم المغمور

قاعدة أرخميدس - صفحة10

2- أما في حالة الطفو، فيكون الجسم في حالة توازن نستنتج أن
    ق = و .تكون وَ=صفر.

قاعدة أرخميدس - صفحة11


3- إذا كان الجسم مغموراً في غاز (الهواء مثلاً)، فإنه يتعرض أيضاً لقوة دفع من الغاز إلى أعلى والتي تساوي ثقل الغاز المزاح .

تطبيقات على قاعدة أرخميدس

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة1

تطبيقات على قاعدة أرخميدس

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة2

1- الهيدروميتر:

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة3

1- الهيدروميتر:


الهيدرومتر
يعتمد الهيدروميتر نظرية طفو جسم صلب على سطح سائل ويستخدم لقياس كثافة السوائل. يتكون الهيدروميتر من انتفاخ من الزجاج يحتوي على كرات من الرصاص تساعد على اتزان الجهاز في الوضع الرأسي وساق طويل ذي قطر صغير وثابت مدرج بوحدات الكثافة بحيث نقرأ أعلى كثافة عند أسفله، وأقل كثافة عند طرفه العلوي.

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة4

2- السفينة:

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة5

2- السفينة:

مع أن السفينة مصنوعة من معادن كثافتها اعلى من كثافة الماء، فإنها تطفو على سطح الماء, ويعود سبب ذلك الى وجود هواء في جوف السفينة، هذا ما يجعل متوسط كثافة السفينة أقل من كثافة الماء.

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة6

2- السفينة:

مع أن السفينة مصنوعة من معادن كثافتها اعلى من كثافة الماء، فإنها تطفو على سطح الماء.ويعود سبب ذلك الى وجود هواء في جوف السفينة، هذا ما يجعل متوسط كثافة السفينة أقل من كثافة الماء.

متوسط كثافة السفينة يتغير مع تغير درجات الحرارة مما يجعل حمولة السفينة متفاوتة في الصيف والشتاء.

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة7

3- الغواصة:

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة8

3- الغواصة:

الغواصة جسم مُعَلَّقٌ في الماء، حيث انها تحتوي على خزانات يمكن ملؤها بالماء وتفريغها للتحكم في صعودها وهبوطها مع تغير متوسط كثافتها مقارنة مع كثافة الماء.

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة9

4- البالون:

البالون

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة10

4- البالون:

البالون

يملأ البالون بغاز كثافته أقل من كثافة الهواء (هيدروجين _ هيليوم) فإذا كانت كتلة جسم البالون ( الغشاء) قليلة، فإن قوة دفع الهواء عليه (قوة الطفو) تكون أكبر من ثقله، عندها يرتفع البالون نحو الأعلى.

وعادة ما يتوقف البالون عند ارتفاع معين ويعود ذلك إلى تناقص قوة دفع الهواء عليه نتيجة نقصان كثافة الهواء .

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة11

5- المنطاد:

المنطاد

تطبيقات على قاعدة أرخميدس - صفحة12

5- المنطاد:

يتكون من هيكل مصنوع من مادة خفيفة ومتينة ومغطى بطبقة (غشاء) غير منفذة للغاز، ويحمل تحته ما يشبه العربة.يملأ المنطاد بغاز الهليوم أو بالهواء الساخن.

يرتفع المنطاد بفعل قوة الطفو، ويتحرك الى الأمام بفعل محرك ويوجه بواسطة أجهزة التحكم.

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة1

تلخيص الفصل الأول
ميكانيكا الموائع السكونية

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة2

تلخيص الفصل الأول:

1- يطلق اسم الموائع على السوائل والغازات .

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة3

تلخيص الفصل الأول:

1- يطلق اسم الموائع على السوائل والغازات .

2- الضغط (ض) هو القوة العمودية (ق) على المساحة (س).

ض = ق
س

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة4

تلخيص الفصل الأول:

1- يطلق اسم الموائع على السوائل والغازات .

2- الضغط (ض) هو القوة العمودية (ق) على المساحة (س)

ض = ق
س

3- ضغط السوائل على عمق (ف) :
         ض = جـ × ف × ث
    حيث ث = كثافة السائل.

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة5

تلخيص الفصل الأول:

4- يقاس الضغط الجوي بالبارومتر (Barometer) .

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة6

تلخيص الفصل الأول:

4- يقاس الضغط الجوي بالبارومتر (Barometer) .

5- يقاس ضغط الموائع المحصورة بالمانومتر (Manometer).

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة7

تلخيص الفصل الأول:

4- يقاس الضغط الجوي بالبارومتر (Barometer) .

5- يقاس ضغط الموائع المحصورة بالمانومتر (Manometer).

6- ينص مبدأ باسكال على أن الضغط الإضافي المسلط على سائل محصور ينتقل إلى جميع أجزاء السائل بالتساوي.

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة8

تلخيص الفصل الأول:

4- يقاس الضغط الجوي بالبارومتر (Barometer) .

5- يقاس ضغط الموائع المحصورة بالمانومتر (Manometer).

6- ينص مبدأ باسكال على أن الضغط الإضافي المسلط على سائل محصور ينتقل إلى جميع أجزاء السائل بالتساوي.

7- من تطبيقات مبدأ باسكال: 1- المكبس الهيدروليكي.

                               2- الكوابح.

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة9

تلخيص الفصل الأول:

8- قاعدة أرخميدس: إن أي جسم مغمور في مائع يتعرض إلى قوة دفع إلى أعلى (ق) تساوي ثقل السائل المزاح.

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة10

تلخيص الفصل الأول:

8- قاعدة أرخميدس إن أي جسم مغمور في مائع يتعرض إلى قوة دفع إلى أعلى (ق) تساوي ثقل السائل المزاح.

أ- إذا غمر الجسم كلياً في السائل
ق= و- وَ
و = ثقل الجسم في الهواء.
وَ = ثقل الجسم في السائل.
كذلك ق = جـ × ح × ث.
حيث ح = حجم السائل المزاح.
ث = كثافة السائل.
  

تلخيص ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة11

تلخيص الفصل الأول:

8- قاعدة أرخميدس إن أي جسم مغمور في مائع يتعرض إلى قوة دفع إلى أعلى (ق) تساوي ثقل السائل المزاح.

أ- إذا غمر الجسم كلياً في السائل
ق= و- وَ
و = ثقل الجسم في الهواء.
وَ = ثقل الجسم في السائل.
كذلك ق = جـ × ح × ث.
حيث ح = حجم السائل المزاح.
ث = كثافة السائل.
ب- إذا كان الجسم طافيا على سطح السائل.
ق = و= ك × جـ .

تمارين ميكانيكا الموائع السكونية

تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة1

س1: تاج يزن 7.84 نيوتن في الهواء و 6.86 نيوتن إذا غمر بالماء. إذا كانت كثافة الماء 1000 كغ/م3:

1 ـ جد كثافة التاج:


  19300 كغ/م3

  8000 كغ/م3

  13600 كغ/م3


تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة2

2 ـ هل التاج مصنوع من الذهب (كثافة الذهب 19300 كغ/م3).

  نعم

  كلا


تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة3

س 2: وعاء مملوء بالزئبق حتى ارتفاع 20 سم، وضع في وعاء زجاجي مفرغ من الهواء في المختبر. إذا كان الضغط الجوي 510 باسكال ، جد الضغط الكلي المبذول على قعر الوعاء.

 510 باسكال

 1.27 × 510 باسكال

 2.7 × 410 باسكال


تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة4

س 3: ما هي القوة التي يبذلها الغلاف الجوي على مساحة 1 كلم2 من الأرض على مستوى البحر حيث الضغط الجوي 10° باسكال.

 10" نيوتن.

 10 نيوتن.

 510 نيوتن.


تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة5

س 4: سيارة تزن 1.2 × 410 نيوتن، موضوعة على مكبس هيدروليكين على اسطوانة مساحة مقطعها 0.9 م2. احسب مقدار القوة التي يجب بذلها على الاسطوانة الأخرى والتي مساحتها 0.2 م2 حتى ترفع السيارة.

 2.7 × 310 نيوتن.

 5.4 × 410 نيوتن.

 1.2 × 410 نيوتن.


تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة6

س 5: وعاء كتلته 1 كلغ يحتوي على 2 كلغ من الزيت كثافته 916 كغ/م3 موضوع على ميزان. قطعة من الحديد كتلتها 2 كلغ معلقة من ميزان زنبركي وضعت في وعاء الزيت حتى غمرت كلياً. عند الإتزان، جد:

1 ـ قراءة الميزان:


 17 نيوتن.

 31 نيوتن.

 30 نيوتن.


تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة7

2 ـ قراءة الميزان الزنبركي:

 17 نيوتن.

 20 نيوتن.

 31 نيوتن.


تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة8

س 6: بركة سباحة دائرية على مستوى سطح البحر حيث الضغط الجوي يساوي 10° باسكال، قعرها مستوٍ وقطرها 6 أمتار، ملأت بالماء لعلو 1.5 م. جد الضغط الكلي على قعر البركة (كثافة الماء 1000 كغ/م3).


 0.15 × 510 باسكال.

 510 باسكال.

 1.15 × 510 باسكال.


تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة9

س 7: في الشكل المقابل، جد ضغط الغاز إذا كانت كثافة الزئبق 13600 كغ/م3. (الضغط الجوي 510 باسكال).


 1.136 × 510 باسكال.

 1.36 × 610 باسكال.

 13600 باسكال.


تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة10

س 8: قطعة معدنية تزن 50 نيوتن في الهواء، 36 نيوتن في الماء، 41 نيوتن في الزيت. إذا كانت كثافة الماء 1000 كغ/م3، جد كثافة كل من:

1 ـ القطعة المعدنية:


 3.56 × 310 كغ/م3

 6.4 × 210 كغ/م3

 4.2 × 310 كغ/م3


تمارين ميكانيكا الموائع السكونية - صفحة11

2 ـ الزيت:

 3.56 × 10 3 كغ/م3

 6.4 × 10 2 كغ/م3

 5.4 × 10 3 كغ/م3


اختبار ميكانيكا الموائع السكونية

اختبار ميكانيكا الموائع السكونية - اختبار

الضغط الجوي على النقطة أ يساوي 510 باسكال.
(كثافة الزئبق = 13600 كجم/م3، جـ = 10 نيوتن/ كجم) , الضغط على النقطة ب يساوي :

البارومتر الزئبقي


86400 باسكال.

100000 باسكال.

13600 باسكال.

الضغط الجوي على النقطة أ يساوي 510 باسكال.
(كثافة الزئبق = 13600 كجم/م3، جـ = 10 نيوتن/ كجم).ضغط الغاز على النقطة ج يساوي :

البارومتر الزئبقي


86400 باسكال.

13600 باسكال.

  صفر  باسكال .

مكعب من الثلج حجمه 100 سم3 يطفو على وجه الماء.
(كثافة الماء = 1 × 310 كجم/ م3.     كثافة الثلج = 9،. × 310 كجم /م3)
       حجم الثلج المغمور في الماء يساوي :


50 سم3.

9×10-5 م3.

900 سم3 .

قطر الأسطوانة الكبيرة في مكبس هيدروليكي يحتوي على ماء هو 10سم وقطر الأسطوانة الصغيرة 2سم وضعنا على الأسطوانة الصغيرة جسم كتلته 1 كجم. (كثافة الماء = 1000 كجم/ م3).
ترتفع الاسطوانة الكبيرة بمقدار ف =

 



79 سم.

7.9 سم.

10 سم .

قطعة من الحديد حجمها 200 سم3 وكثافتها 2.7 جم/ سم3 . وضعت في وعاء يحتوي ماء. أحسب حجم قطعة الخشب اللازم ربطها بقطعة الحديد حتى تصبح القطعتان معلقتين داخل الماء إذا علمت أن كثافة الخشب 0.5 جم/ سم3 وكثافة الماء 1جم/ سم3.


400 سم3.

340 سم3.

680 سم 3.

لدينا هيدروميتر موضوع في ماء كثافته 1 جم / سم3 بحيث يوجد إشارة ×على الساق الطويل على عمق 4 سم تحت سطح الماء. إذا وضعت في سائل كثافته0.9 جم/ سم3 فإن إشارة × تصبح على عمق 6 سم تحت سطح السائل. على أي عمق تكون إشارة × إذا وضع الهيدروميتر في سائل كثافته 1.1 جم / سم3.


8 سم.

2 سم.

2.4 سم .

سبيكة من الذهب والفضة تزن 35.20 جم في الهواء و 33.13 جم في الماء. أوجد كتلة كل من الذهب والفضة في هذه السبيكة علماً أن كثافة الذهب 18.90 جم/ سم3 والفضة 10.50 جم /سم3 .


الذهب 30.30 جم ,والفضة 4.90 جم.

الذهب 33.13 جم ,والفضة 2.07 جم.

الذهب 4.90 جم ,والفضة 30.30 جم .

انبوب على شكل حرف U يحتوي على زئبق كثافته =13.6×310 كجم/ م3. ما هو ارتفاع الماء الذي يجب سكبه في احد أطراف الأنبوب ليرتفع مستوى الزئبق في الطرف الآخر بمقدار 1 سم.


2 سم3.

13.6 سم3.

27.2سم 3.