الضغط في الفيزياء
المفاهيم الفيزيائية
يزخرُ علم الفيزياء بالكثيرِ من المفاهيم والمصطلحات التي تشرحُ العديدَ من التطبيقات الفيزيائيّة وما يخصُّها من قوانينَ مختلفة، ومن بين المفاهيمِ الفيزيائية التي لها معانٍ كثيرة مفهوم الضغط في الفيزياء، ومن المعروف أن الضغط يُستخدم كثيرًا في وصف العديد من القوانين والتطبيقات سواء الفيزيائية أم الكيميائية، وقد صيغت حوله قوانين متعددة تختلف باختلاف استخدامها، وفي هذا المقال سيتم الحديث عن الضغط في الفيزياء.
الضغط في الفيزياء
يُعرف الضغط Pressure في الفيزياء بعدّة تعريفاتٍ تتوافقُ مع العواملِ المؤثّرة فيه، وحالة المادة التي يُقاس فيها، فالضغط في المواد الصلبة قد يكون مختلفًا عنه في الموائع “المواد السائلة والغازية”، كما أنّ مقدارَ الضغط يعتمدُ على عدّةِ عوامل، ويمكن تعريف الضغط في الفيزياء بتعريفات متعدّدة كما يأتي:
- الضغط في الفيزياء بشكل عام: مفهومٌ فيزيائيّ يُعبر عن وزن عمود الهواء المؤثر على مساحة مقدارها واحد سنتيمتر، ويُقاس بوحدة المليمتر زئبق أو بوحدة الباسكال، وبهذا يُعدُّ الضغط من المواد الكمية وليست المتجهة، لذلك يُعبّر عنه بمقدار فقط دون اتجاه، أما القانون الذي يعبّر عنه فهو: (الضغط = القوة المؤثرة علي جسم معين/ مساحة ذلك الجسم)، وينطبق هذا التعريف أيضًا على الضغط الجويّ.
- ضغط الموائع: مقدارُ القوة التي تؤثّرُ على مساحة معيّنة من سطح المائع، ويُعبر عنه بالقانون الرياضي التالي: (ض= ق/أ)، حيث أن (ض) يعني الضغط، و(ق) يعني القوة المؤثرة، و(أ) يعني المساحة التي يؤثر عليها مقدار الضغط، وبناءً على هذا القانون يتبين أن الضغط يعتمد على المساحة، وكلما زادت المساحة قل مقدار الضغط، أي أن العلاقة بينهما عكسية، كما يعتمد على القوة، وكلما زادت القوة زاد الضغط، أي أن العلاقة بينهما طردية، كما يعتمد على طبيعة المائع ونوعه وكثافته.
تطبيقات على الضغط في الفيزياء
يوجدُ العديدُ من التطبيقات العملية التي يمكن الاستفادة منها من خلال الضغط وتأثيره في العديد من المواد والموائع، وهذه التطبيقات مهمة جدًا وسهلت الحياة بشكل كبير في عدد من المجالات الصناعية والعلمية المختلفة وغيرها، بالإضافة إلى التطبيقات العملية على الضغط الجويّ، أما أهمُّ هذه التطبيقات فهي كما يأتي:
- بناء السدود: يتم بناء السدود نتيجة المعرفة الجيدة بتأثير ضغط الماء على جدران السدن ولهذا تُبنى جدران القاعدة بسمك وقوة أكبر كي تتحمل ضغط الماء الكبير عليها، ولولا هذا لتعرضت السدود إلى الانهيار.
- توليد الكهرباء: يتم توليد الكهرباء بناءً على الضغط المتولد من قوة اندفاع الماء في التوربيات، وبالمقابل يتم توليدها أيضًا من ضغط الهواء في تحريك المراوح.
- المكبس المائي: يعتمد هذا المكبس على قاعدة أرخميدس، وهو في الأساس يعتمد على مبدأ الضغط ويُستفاد منه في عمل العديد من الأجهزة.
رد مع اقتباس