الضغط في السوائل

لنقم بعمل تجربة! خذ زجاجة بلاستيكية. واثقبها بمسمار أو ما شابه، ثلاثة ثقوب متماثلة، واحد فوق الآخر، بمسافات متساوية بينها: ثقب في المنتصف، وثقب أعلاه، في المنتصف بين القمة والوسط، وثقب أدناه، في المنتصف بين النصف والقاع. الصق الثقوب. واملأ الزجاجة بالماء. ثم انزع اللصق. وراقب ما يحدث. يتدفق الماء من الثقوب في تيارات صغيرة. يمكنك قياس المسافة التي يصل إليها كل تيار. هل يختلف تدفق المياه من كل ثقب؟ التيار الأعلى بطيء، ولا يصل بعيدًا. التيار الأوسط يصل أبعد قليلًَا. التيار السفلي سريع، ويصل أبعد من التيارين الآخرين. قد تلاحظ ذلك مع فراغ الزجاجة وانخفاض ​​منسوب المياه، انخفاض سرعات التيارات الثلاثة والاقتراب من الزجاجة. إلى أن تتوقف التيارات بالتوالي عن التدفق من الزجاجة. هناك علاقة واضحة بين بعد الثقوب عن السطح والبعد الذي تصل إليه التيارات. في تجربتنا، تعمل قوة الجاذبية على الماء، وتسحبه للأسفل. عندما تتوزع القوة عبر مساحة، فهذا يخلق ضغطًا. الآن ارسم خطا من كل ثقب على الزجاجة. هكذا يمكننا تخيل الماء في الزجاجة عند طبقات مختلفة. لنلقِ نظرة على خط الثقب العلوي. هناك طبقة واحدة من الماء فوقه، أي طبقة واحدة تقوم الجاذبية بسحبها لأسفل. طبقة الماء تطبق قوة صغيرة، ما يعني أن الضغط منخفض. عند الثقب الأوسط، هناك طبقتان من الماء أعلاه. طبقتان من الماء تزنان أكثر من واحدة، لذا فإن قوة الجاذبية هنا أكبر. الضغط أعلى. فوق الثقب الثالث ثلاث طبقات من الماء. لذا فإن قوة الجاذبية أكبر والضغط هو الأعلى. مياه أكثر تعني وزنًا أعلى وقوة جاذبية أكبر، وبالتالي - ضغط أعلى. يزيد الضغط الذي يطبقه السائل مع زيادة المسافة من السطح. كلما كانت النقطة أبعد عن سطح السائل، كلما نشأ ضغط أعلى بكل المياه فوق تلك النقطة. ولكن إن كانت قوة الجاذبية تعمل للأسفل، فلماذا لا تتقطر المياه من الحفرة لأسفل؟ فكر في بالون ماء. إذا ضغطت عليه من جانب، تتمدد جوانبه الأخرى. الماء سائل. الضغط على السائل من جانب واحد، يؤدي لتحرك السائل ضاغطًا في جميع الجهات الأخرى. نفس الشيء يحدث في مياه الزجاجة. عندما تضغط قوة الجاذبية الماء لأسفل، يضغط الماء داخل في الاتجاهات أخرى. ضاغطًا جوانب الزجاجة ودافعًا عبر الثقوب. كلما زاد الضغط من فوق، كلما زاد الضغط على جوانب الزجاجة أيضًا. كلما زاد العمق، زاد الضغط في كل الجهات، وكلما زاد الضغط، كلما وصل التيار أبعد. هل سيختلف الضغط إذا تغير شكل الحاوية؟ لنرى… خذ وعائين مختلفين الشكل واصنع ثقوبًا بنفس الارتفاع في كلاهما، واملأهما إلى نفس المستوى. هل يختلف تدفق الماء؟ طالما أنك ملأت كلا الوعائين بنفس السائل، فنفس المسافة من السطح تعني نفس الضغط. مهما كان شكل الحاوية!