مبدأ برنولي للموائع المتحركة - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الموائع المتحركة: مبدأ برنولي Fluids in Motion: Bernoulli's Principleحاول تنفيذ التجربة الموضحة في الشكل 15-1. ضع قطعة من ورق دفتر ملاحظاتك أسفل شفتك السفلى قليلاً، ثم انفخ بقوة فوق سطحها العلوي. لماذا ترتفع قطعة الورق؟ يقلل نفخ الهواء الضغط فوق الورقة. وبسبب انخفاض الضغط أعلى الورقة فإن ضغط الهواء الساكن نسبياً أسفل الورقة يدفع الورقة إلى أعلى. إن العلاقة بين السرعة والضغط المؤثر عن طريق الموائع المتحركة يسمى مبدأ برنولي نسبة إلى العالم السويسري دانييل برنولي. ينص مبدأ برنولي على أنه عندما تزداد سرعة المائع يقل ضغطه. وهذا المبدأ تمثيل لمبدأ حفظ الشغل والطاقة عند تطبيقه على الموائع. ويعتبر تدفق المائع عبر مقطع ضيق من الحالات التي تزداد فيها سرعة المائع. فصنابير الماء في بعض خراطيم الحدائق يمكن أن تتسع أو تضيق؛ لذا تتغير سرعة تدفق الماء.ولعلك لاحظت أن سرعة الماء تتزايد في جدول الماء (الوادي) عندما يمر عبر مقطع ضيق في مجرى الجدول، وعموماً يغير اتساع أو ضيق مجرى المائع - كخرطوم الماء أو قناة جدول الماء - من سرعة المائع، بحيث يبقى معدل التدفق للمائع محفوظاً. وبالإضافة إلى الجداول وخراطيم الماء فإن ضغط الدم في دورتنا الدموية يعتمد جزئياً على مبدأ برنولي. كما تتضمن معالجة أمراض القلب إزالة الانسداد في الشرايين والأوردة، وتجنب حدوث تخثرات في الدم. لنأخذ حالة أنبوب أفقي مملوء بمائع مثالي يتدفق بسهولة؛ فإذا عبرت كمية معينة من المائع في أحد طرفي الأنبوب، فإن الكمية نفسها يجب أن تخرج من الطرف الآخر. افترض الآن أن المقطع العرضي أصبح أضيق، كما في الشكل أ 16-1، فيجب أن تزداد سرعة تدفق المائع للحفاظ على كتلته المنتقلة عبر المقطع الضيق خلال فترة زمنية ثابتة. لكن كلما ازدادت سرعة المائع ازدادت طاقته الحركية، وهذا يعني أن هناك محصلة شغل بذلت على المائع السريع الحركة. وينتج هذا الشغل المحصل عن الفرق بين الشغل الذي بذل لانتقال كمية من المائع داخل الأنبوب والشغل الذي بذل عن طريق المائع لدفع الكمية نفسها من المائع خارج الأنبوب. ويتناسب الشغل طردياً مع القوة المؤثرة في المائع، والتي تعتمد بدورها على الضغط. فإذا كانت محصلة الشغل موجبة وجب أن يكون ضغط المائع في المدخل عند بداية المقطع (حيث تكون سرعة المائع أقل) أكبر من الضغط في المخرج عند نهاية المقطع، حيث تكون سرعة المائع أكبر.--- SECTION: تطبيقات على مبدأ برنولي --- تطبيقات على مبدأ برنولي هناك بعض التطبيقات الشائعة على مبدأ برنولي، ومنها مرش (بخاخ) الطلاء، ومرذاذ العطر. ويعمل المرذاذ البسيط في زجاجة العطر بنفخ الهواء عبر الجزء العلوي من الأنبوب المغمور في العطر، فينخفض الضغط عند قمة الأنبوب، بحيث يصبح أقل من الضغط داخل الزجاجة، ونتيجة لذلك، يندفع العطر عبر تيار الهواء.2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل 15-1 يوضح النفخ فوق سطح صفيحة من الورق مبدأ برنولي. Description: An image showing a young man holding a flat piece of paper horizontally below his lower lip. He is blowing air over the top surface of the paper, causing it to lift upwards. This demonstrates the principle of Bernoulli, where increased air speed above the paper leads to reduced pressure, allowing the higher pressure below to lift it. Table Structure: Headers: N/A Data: Not a data-driven visual element. Context: This figure visually illustrates the introductory experiment described in the text, demonstrating Bernoulli's principle by showing how blowing air over a paper causes it to rise due to pressure differential.