الموائع السكونية (Statistics Fluids) : ضغط المائع

إن دراسة الموائع ضرورية لما لها من أهمية في حياة الإنسان ، فالماء في البحار والمحيطات يشكل (71%) من سطح الكرة الأرضية ، وهو مصدر رئيس للثروات الطبيعية والحيوانية ، كما أنه يسهم في التواصل بين شعوب الأرض من خلال النقل بالسفن ، وكذلك الغلاف الجوي المحيط بالأرض والذي لا يمكن الاستغناء عنه ولا تستمر الحياة بدونه سواء بالنسبة للإنسان أو الحيوان أو النبات وهو ضروري لحدوث كثير من التغيرات الجوية وما يرافقها من ظواهر ، كما يستخدمه الإنسان في النقل بالطائرات وفي الرصد عن طريق البالونات والمناطيد . وقد تعرف الإنسان على صفات السوائل والغازات ، واهتدى إلى توظيفها من أجل خدمته ، فقد أمر  (الله) سبحانه وتعالى سيدنا نوح عليه السلام بصنع (الفلك). سبحانه وتعالى سيدنا نوح بصنع ( الفلك ) السفينة عندما أراد أن يهلك قومه بإغراقهم في الماء ونجا نوح ومن آمن معه .

الموائع السكونية ( Statistic Fluids )
يسمى العلم الذي يعنى بدراسة السوائل والغازات بميكانيكا الموائع ، والموائع إما ساكنة أو متحركة .

ضغط المائع ( Fluid Pressure ) تعلمت سابقاً أن للمادة حالات ثلاث وأن قوى الترابط بين جزيئاتها تكون قوية في الحالة الصلبة وضعيفة في الحالة السائلة وضعيفة جدا في الحالة الغازية ، فالسوائل والغازات كما تلاحظ تأخذ شكل الوعاء الذي توضع فيه بسبب ضعف قوى الترابط بين جزيئاتها مما جعلها تتصف بخاصية الجريان في السوائل والانتشار في الغازات .
فالمائع هو كل مادة تتصف بخاصية الجريان أو الانتشار .

تجربة ضغط الماء (1)

 المواد والأدوات : قارورة بلاستيكية بلا غطاء ، وكأس زجاجي أو كأس بلاستيك شفاف، ومسمار، وملقط خشبي، ومصدر حراري وماء ملون . 

الخطوات :

1. املأ الكأس إلى ثلثيه بالماء الملون .
2.  امسك المسمار بالملقط الخشبي وسخنه على المصدر الحراري ، ثم اثقب القارورة البلاستيكية بالمسمار ثقبة أو أكثر على جانبيها بالقرب من قاعدتها .
3.  امسك القارورة من فوهتها واغمرها في الكأس لفترة كافية كما في الشكل أعلاه ، ماذا تلاحظ ؟ وما سبب ارتفاع الماء القارورة إلى مستوى أعلى من مستوى الثقب وموازاته لمستوى الماء في الكأس ؟

 تفسير : 

عند ملئ الكأس وغمر القارورة به بعد ثقب عدة ثقوب لاحظ دخول الماء إلى القارورة أعلى من مستوى الثقوب ، كان على مستوى مياه الكأس نتيجة لتساوي الضغط بين القارورة والكأس ، عندما يكون غطاء القارورة مفتوح.

 كيف يمكن أن تملأ قارورة بلاستيكية بالماء دون أن تدخل الماء من فوهتها ويبقى داخل القارورة ؟
عن طريق عمل ثقوب في الأسفل مع ترك فوهتها مفتوحة .

تجربة ضغط الماء (2)
المواد والأدوات : معجون بلاستيسين ، ماء ساخن ، ماصة ، قارورة زجاجية ، ماء ملون وكأس زجاجي .
الخطوات :

1. خذ قطعة من معجون البلاستيسين واجعلها بشكل اسطواني ثم لفها حول الماصة من منتصفها . 
2. املأ القارورة الزجاجية بالماء الساخن وانتظر قليلا واملأ الكأس الزجاجي الكبير جزئياً بالماء الملون .
3. ثبت الماصة بواسطة المعجون على فوهة القارورة ، ثم اقلبها للأسفل ، بحيث يتم غمر الماصة في كأس الماء الملون ، ولاحظ ما يحدث ، ما تفسيرك لذلك ؟

التفسير :

بعد ملئ الكأس الزجاجي بالماء وهو مغلق ثم فتحه ومشاهدة كيف تخرج المياه من الفتح حسب المكان وأبعد نقطة تصل إليها وكان الترتيب الأبعد من الأسفل إلى الأعلى حسب تأثير الضغط عليها .

كأس مملوء بالماء

لماذا تختلف نقطة وصول الماء حسب موقعها في القارورة ؟
بسبب اختلاف الضغط الهوائي وضغط الماء من أسفل إلى أعلى .

تلخيص سريع :
لعلك لاحظت في تجربة ضغط الماء (1) : إن ضغط الماء في الحوض الزجاجي سبب ارتفاع الماء في القارورة البلاستيكية من أسفل إلى أعلى .
أما في تجربة ضغط الماء (2) فإن فرق ضغط الهواء بين خارج القارورة وداخلها هو الذي أدى إلى ارتفاع الماء فيها .