✓ درس 5.3 · كتاب الوزارة

تطبيقات عملية على الموائع الساكنة

الصفالثاني الثانوي المدة45 د محتوى كامل

درس «تطبيقات عملية على الموائع الساكنة» — ضغط الدم، إطارات السيارات، قاعدة باسكال، المكبس الهيدروليكي، والفرامل الهيدروليكية.

محاضرة فيديو شرائح متحركة + قراءة صوتية عربية

اضغط أي أداة — سجّل مجاناً لتوليد اختبارات وفيديو وملخصات من الدرس

فيزياء · خواص الموائع الساكنة · الوحدة 5

تطبيقات عملية على الموائع الساكنة

ضغط الدم · إطارات السيارات · باسكال · المكبس الهيدروليكي

📖 الدرس ⁦

٣

⁩

⏱ ~⁦

٥٠

⁩ دقيقة

📚 كتاب الوزارة

🎯

أهداف الدرس

✓الضغط الانقباضي والانبساطي للدم
✓حل مسائل الضغط والمانومتر
✓قاعدة باسكال والمكبس الهيدروليكي
✓الفرامل والرافعات الهيدروليكية

🎮

استكشف تفاعلي — الرافعة الهيدروليكية 🚗

اضغط على المكبس الصغير 🔧 — ارفع سيارة 🚗! ⁦ $F = (A / a) f$ ⁩ · ⁦ $η = 80$ ⁩

🩸

تطبيقات على الضغط — الطب

الدم سائل لزج يُضخ عبر شرايين وأوردة بتأثير عضلي للقلب. الانسياب عادةً هادئ — إن كان مضطربًا يصاحبه ضجيج (يُسمع بالسماعة) = مؤشر مرض.

💓 الضغط الانقباضي Systolic

أقصى ضغط عند انقباض عضلة القلب — الدم يندفع من البطين الأيسر إلى الأورطي

💙 الضغط الانبساطي Diastolic

أقل ضغط عند انبساط عضلة القلب. إنسان بصحة جيدة: 120/80 Torr

🚗 إطارات السيارة

الإطار ممتلئ بهواء تحت ضغط عالي → مساحة تماس أقل. ضغط منخفض → مساحة تماس أكبر → احتكاك وسخونة. يُقاس بمقياس ضغط الهواء.

🧠

تفكير ناقد: (1) لماذا نضع كيس الضغط حول العضد في مستوى القلب؟ (2) لماذا الجلوس الطويل يزيد جلطات الساق؟

📝

مثال 1 — أقصى وأقل ضغط

متوازي مستطيلات (5×10×20 cm) كثافة 5000 kg/m³ · g=10 m/s²

أقصى ضغط — الوجه الأصغر (5×10 cm)

⁦

P_{max} = \frac{5 \times 10 \times 20 \times 1 0 ^{- 6} \times 5000 \times 10}{5 \times 10 \times 1 0 ^{- 4}} = 1 0^{4} N/m^{2}

⁩

أقل ضغط — الوجه الأكبر (10×20 cm)

⁦

P_{min} = \frac{5 \times 10 \times 20 \times 1 0 ^{- 6} \times 5000 \times 10}{10 \times 20 \times 1 0 ^{- 4}} = 2500 N/m^{2}

⁩

🏊

مثال 2 — حوض ماء مالح

ماء مالح ρ=1030 kg/m³ · مساحة القاعدة 1000 cm² · ارتفاع 1m · Pa=1.013×10⁵ · g=10

⁦

P = P_{a} + ρgh = 1.013 \times 1 0^{5} + 1030 \times 10 \times 1 = 1.116 \times 1 0^{5} N/m^{2}

⁩ ⁦

F = P \times A = 1.116 \times 1 0^{5} \times 1000 \times 1 0^{- 4} = 1.116 \times 1 0^{4} N

⁩

🧪

مثال 3 — مانومتر زئبقي

سطح الزئبق في الفرع الخالص أعلى بـ 36 cm · Pa=76 cm Hg

أcm Hg: P = 76+36 = 112 cm Hg

بatm: P = 112/76 = 1.474 atm

جN/m²: P = 1.474×1.013×10⁵ = 1.493×10⁵ N/m²

🛢️

مثال 4 — أنبوبة U (زيت وماء)

فرع ضيق 1 cm² · فرع واسع 2 cm² · ρw=1000 · ρo=800 · عمود زيت 5 cm

⁦

h_{w} = \frac{ρ _{o} h _{o}}{ρ _{w}} = \frac{800 \times 5}{1000} = 4 cm

⁩

⚙️

قاعدة باسكال Pascal's Principle

عند زيادة الضغط على مكبس سائل محبوس بمقدار ΔP → ينتقل بتمامه إلى جميع أجزاء السائل وجدران الإناء.

«عندما يؤثر ضغط على سائل محبوس في إناء فإن الضغط ينتقل بتمامه إلى جميع أجزاء السائل كما ينتقل إلى جدران الإناء» — باسكال

🔧

المكبس الهيدروليكي Hydraulic Press

مكبس صغير (a) + مكبس كبير (A) + سائل بينهما. عند الاتزان:

معادلة (7)

⁦

P = \frac{f}{a} = \frac{F}{A} \Rightarrow F = \frac{A}{a} f

⁩

الفائدة الآلية η (8)

⁦

η = \frac{F}{f} = \frac{A}{a}

⁩

1 kg على الجانب الأيسر → قوة تكافئ 100 kg على الأيمن إذا نسبة المساحات a:A = 1:100

بقاء الطاقة — المكبس المثالي (9)

⁦

f y_{1} = F y_{2} \Rightarrow η = \frac{y _{1}}{y _{2}}

⁩

🛑الفرامل الهيدروليكية: دواسة بقوة بسيطة → ضغط على Master Cylinder → Wheel Cylinder → احتكاك يوقف العجلة (Drum Brake خلفي · Disk Brake أمامي)

🚗الرافعة الهيدروليكية: رفع السيارة في محطات البنزين

🏗️الحفار Caterpillar: يعتمد على قاعدة باسكال

📐

مثال — المكبس الهيدروليكي

a=10 cm² · f=100 N · A=800 cm² · g=10 m/s²

أF = (100/10)×800 = 8000 N → m = F/g = 800 kg

بη = A/a = 800/10 = 80

جy₁ = Fy₂/f = (8000×1)/100 = 80 cm (لتحريك الكبير 1 cm)

📋

تلخيص الفصل الخامس

أولاً: التعاريف

• الضغط P: قوة عمودية على وحدة المساحة (N/m²)
• نقاط مستوى أفقي واحد → نفس الضغط
• Pa ≈ 0.76 m Hg عند 0°C · وحدات: Pa، Bar، Torr
• المانومتر: قياس فرق ضغط الغاز عن Pa
• قاعدة باسكال: الضغط ينتقل بتمامه في السائل المحبوس

ثانيًا: القوانين

⁦

P = P_{a} + ρgh ∣ \frac{ρ _{o}}{ρ _{w}} = \frac{h _{w}}{h _{o}} ∣ F = \frac{A}{a} f ∣ η = \frac{A}{a} = \frac{y _{1}}{y _{2}}

⁩

📝

تمارين — تدريب تفاعلي

🎯 باسكال والتطبيقات

النتيجة: ٠ / ٦

⁦

١

⁩

قاعدة باسكال —

عرض الحل

تعريف باسكال.

⁦

٢

⁩

⁦ $η = A / a$ ⁩ — الفائدة الآلية = —

عرض الحل

800/10 = 80 في مثال الكتاب.

⁦

٣

⁩

f=100 N · a=10 · A=800 → F = —

عرض الحل

F = (100/10)×800.

⁦

٤

⁩

الضغط الانقباضي Systolic —

عرض الحل

120/80 Torr — انقباض/انبساط.

⁦

٥

⁩

زيت 5 cm · ⁦ $ρ_{o} = 800$ ⁩ · ماء ⁦ $ρ_{w} = 1000$ ⁩ → ⁦ $h_{w}$ ⁩ = —

عرض الحل

⁦ $h_{w} = ρ_{o} h_{o} / ρ_{w}$ ⁩.

⁦

٦

⁩

fy₁ = Fy₂ — يعني —

عرض الحل

بقاء الطاقة — y₁=80 cm لتحريك الكبير 1 cm.