السباحة تحت الضغط وضغط الماء - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

السباحة تحت الضغط swimming under pressureعندما تسبح تشعر أن ضغط الماء يتزايد كلما غطست إلى مسافة أعمق، وينشأ هذا الضغط حقيقة عن قوة الجاذبية الأرضية، التي ترتبط مع وزن الماء فوق الجسم. فإذا غطست إلى أعماق كبيرة فستكون كمية أكبر من الماء فوق جسمك؛ لذا سيكون الضغط عليك أكبر. إن ضغط الماء يساوي وزن عمود الماء Fg فوقك مقسوماً على مساحة المقطع العرضي لعمود الماء A. وعلى الرغم من أن قوة الجاذبية الأرضية تسحب فقط في الاتجاه الرأسي إلى أسفل فإن المائع ينقل الضغط في الاتجاهات جميعها، إلى أعلى وإلى أسفل وإلى الجوانب. وتستطيع أن تجد ضغط الماء بتطبيق العلاقة الآتية:P = Fg / Aوزن عمود الماء Fg = mg ، والكتلة تساوي كثافة الماء ρ مضروبة في حجمه، m = ρV . وتعلم أيضاً أن حجم الماء يساوي مساحة قاعدة عمود الماء مضروبة في ارتفاعه V = Ah ؛ لذا فإن Fg = ρAhg . عوض بـ ρAhg بدلاً من Fg في معادلة ضغط الماء فستجد أن P = ρAhg / A ، ثم اختزل A من البسط والمقام للوصول إلى الصورة المبسطة لمعادلة الضغط الذي يؤثر به عمود الماء في جسم الغطاس.--- SECTION: ضغط الماء على الجسم --- ضغط الماء على الجسمP = ρhg--- SECTION: الشكل 12-1 ------ SECTION: قوة الطفو --- قوة الطفو قوة الطفو ما الذي يولد القوة الرأسية إلى أعلى التي تسمح لك بالسباحة؟ إن زيادة الضغط الناجمة عن زيادة العمق تولد قوة رأسية إلى أعلى تسمى قوة الطفو. وبالمقارنة بين قوة الطفو المؤثرة في جسم ووزنه نستطيع أن نتوقع ما إذا كان الجسم سيغوص أم يطفو. افترض أن صندوقاً ارتفاعه l ومساحة سطحيه العلوي والسفلي A غُمر في الماء، فيكون حجم الصندوق V = lA ، ويؤثر ضغط الماء بقوى في كل جوانبه، كما هو موضح في الشكل 13-1. هل يغوص الصندوق أم يطفو؟ كي تعلم، يعتمد الضغط المؤثر في الصندوق على عمقه h. ولتعرف ما إذا كان الصندوق سيطفو على سطح الماء أم لا فإنك تحتاج أن تعين مقدار الضغط المؤثر في السطح العلوي للصندوق مقارنة بالضغط المؤثر في--- VISUAL CONTEXT --- **IMAGE**: الشكل 12-1 Description: صورة لغواصة تريست (Trieste) وهي تنزل في أعماق المحيط. الغواصة تظهر بلون أزرق داكن مع أضواء كاشفة في المقدمة وذراع آلية. يظهر عليها اسم ALVIN. Context: توضح الغواصة قدرة الإنسان على استكشاف أعماق المحيطات حيث تتعرض لضغوط هائلة، وترتبط بالمعلومات المذكورة في النص عن أخدود مارياناس وعمق الغطس.