الضغط Pressure - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 الضغط وخصائص الموائع

المفاهيم الأساسية

المائع: مادة تتدفق ولا شكل محدد لها (سوائل وغازات).

الضغط (P): القوة المؤثرة عمودياً على وحدة المساحة. كمية قياسية.

الموائع المثالية: نموذج نظري لجزيئات لا تشغل حيزاً ولا توجد بينها قوى تجاذب.

الرسم التوضيحي

```mermaid

```mermaid

mindmap

root((خصائص الموائع))

```

الضغط (P)

التعريف: P = F / A

القوة (F) عمودية على المساحة (A)

الوحدة: الباسكال (Pa) = N/m²

الكيلوباسكال (kPa) = 1000 Pa (أكثر شيوعاً)

حالات المادة

المواد الصلبة

شكل محدد (مثل مكعب الجليد)

الموائع (تتدفق)

السوائل

تأخذ شكل الإناء

سطح حر مستوٍ

الغازات

تملأ الحيز المتاح

لا سطح محدد لها

```

نقاط مهمة للحفظ

• الضغط كمية قياسية، وليس متجهًا.
• وحدة الضغط في النظام الدولي هي الباسكال (Pa).
• الموائع (سوائل وغازات) تختلف عن المواد الصلبة في قدرتها على التدفق وعدم وجود شكل ثابت.
• العلاقة بين الضغط والقوة والمساحة علاقة عكسية: كلما زادت المساحة قل الضغط الناتج عن نفس القوة.

---

> 📝 ملاحظة: هذه الصفحة تحتوي على 1 أسئلة مرقمة - راجع تبويب الواجبات للإجابات الكاملة.

افترض أنك وضعت مكعبًا من الجليد في كوب فارغ ستلاحظ أن مكعب الجليد له كتلة معينة وشكل محدد، ولا تعتمد هاتان الكميتان على حجم الكوب أو شكله. لكن ماذا يحدث عندما ينصهر مكعب الجليد؟ تبقى كتلته كما هي، ولكن شكله يتغير، ويتدفق الماء ليأخذ شكل الإناء الذي يحتويه، بحيث يتخذ السطح العلوي شكلاً محددًا ومستويًا، كما في الشكل 1-1. من جهة أخرى، إذا غليت الماء، فسوف يتحول إلى الحالة الغازية في صورة بخار ماء، وينتشر ليملأ الغرفة ولن يكون له سطح محدد. وتشترك كل من السوائل والغازات في كونها موائع؛ حيث إنها مواد تتدفق، وليس لها شكل محدد.

الشكل 1 - مكعبات الجليد الصلبة لها شكل محدد، في حين يأخذ الماء السائل (مائع) شكل الإناء الذي يحتويه. ما المائع الذي يملأ الفراغ فوق الماء؟

سنوجه اهتمامنا في الوقت الحالي لدراسة الموائع المثالية، التي يمكن التعامل معها على اعتبار أن جزيئاتها لا تشغل حيزًا، وليس لها قوى تجاذب تربط بعضها مع بعض. الضغط في الموائع لقد طبقت قانون حفظ الطاقة على الأجسام الصلبة، فهل يمكن تطبيق هذا القانون على الموائع؟ يمكن أن نعرف كلاً من الشغل والطاقة باستخدام مفهوم الضغط، الذي يمثل القوة المؤثرة في سطح ما مقسومة على مساحة ذلك السطح. ولأن الضغط قوة تؤثر في السطح فإن أي شيء يولد ضغطًا لابد أن يكون قادرًا على إحداث تغيير وإنجاز شغل.

الضغط P = F/A

الضغط يساوي القوة مقسومة على مساحة السطح. ويعد الضغط P كمية قياسية (غير متجهة)، ويقاس الضغط وفقًا للنظام العالمي للمقاييس SI بوحدة باسكال (Pa) وهي تعادل N/m² 1. ولأن الباسكال وحدة صغيرة فإن الكيلو باسكال (kPa) الذي يساوي Pa 1000 أكثر استخدامًا وشيوعًا. ويفترض عادة أن القوة F المؤثرة في سطح ما عمودية على مساحة ذلك السطح A، ما لم تتم الإشارة إلى غير ذلك. ويوضح الشكل 2-1 العلاقات بين القوة، والمساحة والضغط، حيث يؤدي الضغط الناتج عن وزن المركبة الفضائية إلى إحداث حفرة صغيرة في سطح القمر، أما الضغط الناتج عن وزن رائد الفضاء، فيكون قليلاً جدًا. ويوضح الجدول 1-1 كيف يتغير الضغط في حالات مختلفة.

الشكل 2 - إن رائد الفضاء ومركبته يولد ان ضغطا على سطح القمر. إذا كانت كتلة المركبة kg 7300 تقريبا، وتستقر على أربعة أقدام قطر كل منها cm 91. فما مقدار الضغط الذي تؤثر به على سطح القمر؟ وكيف تستطيع أن تقدر الضغط الذي يؤثر به رائد الفضاء.

المواد الصلبة والسوائل والضغط تخيل أنك تقف على سطح بحيرة متجمدة، إن القوى التي تؤثر بها قدماك في الجليد تتوزع على مساحة حذائك مولدة ضغطًا على الجليد. إن الجليد مادة صلبة تتكون من جزيئات الماء المتذبذبة، والقوى التي تحافظ على جزيئات الماء في مكانها تجعل الجليد يؤثر بقوى رأسية في قدميك إلى أعلى تساوي وزنك، أما إذا انصهر الجليد فإن معظم الروابط بين جزيئات الماء تصبح ضعيفة. وعلى الرغم من أن الجزيئات ستستمر في التذبذب وتبقى قريبة كل منها من الأخرى إلا أنها

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

12

--- SECTION: الضغط Pressure --- افترض أنك وضعت مكعبًا من الجليد في كوب فارغ ستلاحظ أن مكعب الجليد له كتلة معينة وشكل محدد، ولا تعتمد هاتان الكميتان على حجم الكوب أو شكله. لكن ماذا يحدث عندما ينصهر مكعب الجليد؟ تبقى كتلته كما هي، ولكن شكله يتغير، ويتدفق الماء ليأخذ شكل الإناء الذي يحتويه، بحيث يتخذ السطح العلوي شكلاً محددًا ومستويًا، كما في الشكل 1-1. من جهة أخرى، إذا غليت الماء، فسوف يتحول إلى الحالة الغازية في صورة بخار ماء، وينتشر ليملأ الغرفة ولن يكون له سطح محدد. وتشترك كل من السوائل والغازات في كونها موائع؛ حيث إنها مواد تتدفق، وليس لها شكل محدد. --- SECTION: 1 --- الشكل 1 - مكعبات الجليد الصلبة لها شكل محدد، في حين يأخذ الماء السائل (مائع) شكل الإناء الذي يحتويه. ما المائع الذي يملأ الفراغ فوق الماء؟ a. ما المائع الذي يملأ الفراغ فوق الماء؟ سنوجه اهتمامنا في الوقت الحالي لدراسة الموائع المثالية، التي يمكن التعامل معها على اعتبار أن جزيئاتها لا تشغل حيزًا، وليس لها قوى تجاذب تربط بعضها مع بعض. الضغط في الموائع لقد طبقت قانون حفظ الطاقة على الأجسام الصلبة، فهل يمكن تطبيق هذا القانون على الموائع؟ يمكن أن نعرف كلاً من الشغل والطاقة باستخدام مفهوم الضغط، الذي يمثل القوة المؤثرة في سطح ما مقسومة على مساحة ذلك السطح. ولأن الضغط قوة تؤثر في السطح فإن أي شيء يولد ضغطًا لابد أن يكون قادرًا على إحداث تغيير وإنجاز شغل. الضغط P = F/A الضغط يساوي القوة مقسومة على مساحة السطح. ويعد الضغط P كمية قياسية (غير متجهة)، ويقاس الضغط وفقًا للنظام العالمي للمقاييس SI بوحدة باسكال (Pa) وهي تعادل N/m² 1. ولأن الباسكال وحدة صغيرة فإن الكيلو باسكال (kPa) الذي يساوي Pa 1000 أكثر استخدامًا وشيوعًا. ويفترض عادة أن القوة F المؤثرة في سطح ما عمودية على مساحة ذلك السطح A، ما لم تتم الإشارة إلى غير ذلك. ويوضح الشكل 2-1 العلاقات بين القوة، والمساحة والضغط، حيث يؤدي الضغط الناتج عن وزن المركبة الفضائية إلى إحداث حفرة صغيرة في سطح القمر، أما الضغط الناتج عن وزن رائد الفضاء، فيكون قليلاً جدًا. ويوضح الجدول 1-1 كيف يتغير الضغط في حالات مختلفة. --- SECTION: 2 --- الشكل 2 - إن رائد الفضاء ومركبته يولد ان ضغطا على سطح القمر. إذا كانت كتلة المركبة kg 7300 تقريبا، وتستقر على أربعة أقدام قطر كل منها cm 91. فما مقدار الضغط الذي تؤثر به على سطح القمر؟ وكيف تستطيع أن تقدر الضغط الذي يؤثر به رائد الفضاء. a. فما مقدار الضغط الذي تؤثر به على سطح القمر؟ b. وكيف تستطيع أن تقدر الضغط الذي يؤثر به رائد الفضاء. --- SECTION: المواد الصلبة والسوائل والضغط --- المواد الصلبة والسوائل والضغط تخيل أنك تقف على سطح بحيرة متجمدة، إن القوى التي تؤثر بها قدماك في الجليد تتوزع على مساحة حذائك مولدة ضغطًا على الجليد. إن الجليد مادة صلبة تتكون من جزيئات الماء المتذبذبة، والقوى التي تحافظ على جزيئات الماء في مكانها تجعل الجليد يؤثر بقوى رأسية في قدميك إلى أعلى تساوي وزنك، أما إذا انصهر الجليد فإن معظم الروابط بين جزيئات الماء تصبح ضعيفة. وعلى الرغم من أن الجزيئات ستستمر في التذبذب وتبقى قريبة كل منها من الأخرى إلا أنها وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 12 --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: مكعبات الجليد الصلبة Description: A clear glass filled with water and several ice cubes floating in it. The glass is on a plain white background. Context: Illustrates the concept of solids having a definite shape and liquids taking the shape of their container, and introduces the idea of fluids (liquids and gases). **FIGURE**: رائد الفضاء ومركبته Description: An astronaut in a spacesuit standing on the lunar surface next to a lunar lander module. The moon's surface is rocky and cratered, and the sky is dark. Context: Provides a visual context for a problem involving pressure calculation on the moon's surface, relating to the weight of a lunar module and an astronaut.