نظرة عامة حول الضغط

يمكن تعريف الضغط فيزيائياً (بالإنجليزية: Pressure) بكل بساطة بأنه مقدار القوة المؤثرة لكل وحدة مساحة،[١] ومن الأمثلة البسيطة على الضغط من حولنا هو وضع قطعة من السكين على الفاكهة، فعند وضع الجزء المسطّح من السكين على الفاكهة فإن ذلك لن يؤدي إلى قطع قطعها، وذلك لأن القوة المؤثرة من يدك على قطعة الفاكهة تتوزع على مساحة كبيرة مسببّة حدوث ضغط منخفض عليها، أما عند قلب شفرة السكين بحيث يتم وضع حافتها الرفيعة على الفاكهة، فسيتم تطبيق نفس القوة على مساحة أصغر، وهي الحافة الرفيعة، مما يولد ضغطاً كبيراً على قطعة الفاكهة مقارنة بالحالة الأولى مسبباً قطعها بسهولة.[٢]


قانون حساب الضغط

يمكن حساب الضغط فيزيائياً باستخدام القانون الآتي:[٢]


  • الضغط = القوة/المساحة، وبالرموز: P = F/A.


يجدر بالذكر هنا أن الضغط يعتبر كمية قياسية أي لها مقدار فقط، وليس لها اتجاه، كما أن له قيمة موجبة عادة، كما يمكن ملاحظة أن الضغط يتناسب عكسياً مع مساحة السطح الذي تؤثر القوة عليه؛ فكلما زادت مساحة السطح قلت قيمة الضغط المؤثر عليه بسبب نفس القوة، وعكس ذلك صحيح أيضاً،[٣] أما بالنسبة لحساب ضغط السوائل الذي يكون عادة في الاتجاهات جميعها، فإنه يعتمد بشكل كبير على عمق الجسم في السائل، ويمكن قياسه باستخدام القانون الآتي:[٤]


  • الضغط = كثافة السائل×عمق الجسم المغمور فيه×تسارع الجاذبية الأرضية، وبالرموز: P = ρ.g.h.


  • فمثلاً يمكن حساب ضغط الماء على عمق 25م عند اعتبار أن كثافة الماء على درجة حرارة 4 درجة مئوية هي 1000كغ/متر مكعب، وأن تسارع الجاذبية الأرضية هو 9.81 م/ث2 كما يلي باستخدام القانون السابق:[١]
  • الضغط = كثافة السائل×عمق الجسم المغمور فيه×تسارع الجاذبية الأرضية = 1000×25×9.81 = 245,250 باسكال = 245.25 كيلو باسكال.


وحدات قياس الضغط

يقاس الضغط عادة بوحدة الباسكال (Pa) وفقاً للنظام الدولي للوحدات؛ حيث: 1 باسكال = 1 نيوتن/م2، كما يمكن قياس الضغط أيضاً بوحدات أخرى من مضاعفات الباسكال مثل الكيلوباسكال (kPa)، وغيرها، ومن الوحدات المستخدمة أيضاً لقياس الضغط هي الرطل لكل بوصة مربعة (psi)، والمستخدمة في الولايات المتحدة لقياس ضغط الماء مثلاً.[١]


يُقاس الضغط الجوي بوحدة ضغط جوي (atm)؛ إذ يساوي الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر 1 atm، ويُقاس الضغط الجوي أيضاً بوحدة التور (torr) التي تعادل 1/760 من atm، أو 1 تور= 133.3 باسكال، وفي الأرصاد الجوية يتم عادة استخدام المليبار لقياس الضغط والتعبير عنه، حيث: 1 بار = 100,000 باسكال، و1 مليبار = 100 باسكال.[١]


من وحدات الضغط أيضاً المليمتر من الزئبق (mmHg)، وتُستخدم غالباً لقياس ضغط الدم في الجسم، و 1 مم زئبق = 133.322 باسكال، كما يمكن قياس الضغط بوحدة داين لكل سنتيمتر مربع، و 1 داين لكل سنتيمتر مربع = 0.1 باسكال.[١]




المراجع

  1. ^ أ ب ت ث ج Lee Johnson (28-12-2020), "Pressure (Physics): Definition, Units, Formula & Examples", sciencing.com, Retrieved 27-7-2021. Edited.
  2. ^ أ ب Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (7-5-2019), "Pressure Definition and Examples", www.thoughtco.com, Retrieved 27-7-2021. Edited.
  3. "The Concept of Pressure", byjus.com, Retrieved 27-7-2021. Edited.
  4. "Pressure In Physics with Examples", physicsabout.com, Retrieved 27-7-2021. Edited.