حل أسئلة الفصل الثالث: خواص الموائع الساكنة

أولًا: اختر الإجابة الصحيحة:

1. العوامل التالية تؤثر على الضغط الواقع على قاع إناء ماعدا:

• عمق السائل في الإناء.
• كثافة السائل.
• الضغط الجوي.
• عجلة الجاذبية الأرضية.
• مساحة قاعدة الإناء.

2. أي العوامل الأتية لا تؤثر على إرتفاع عمود الزئبق في البارومتر:

• كثافة الزئبق.
• مساحة سطح الأنبوبة.
• الضغط الجوي.
• عجلة الجاذبية الأرضية.
• درجة حرارة الزئبق.

3. يعتمد ضغط المياه الموجود عند قاع بحيره السد العالي المؤثر على جسم السد على:

• مساحة سطح المياة.
• طول السد.
• عمق المياة.
• سمك حائط السد.
• كثافة مادة الحائط.

4. إذا كانت النسبة بين نصفى قطر المكبسين الأسطوانيين في المكبس المائي هي 2 : 9 تكون النسبة بين القوتين على المكبسين تساوي:

• 9:2
• 2:9
• 4:18
• 81:4
• 4:81

ثانيًا: عرف كل مما يأتي:

1. الكثافة

هي كتلة واحدة الحجوم من المادة واحدتها (kg/m³)

2. الضغط عند نقطة

هو القوة المؤثرة عموديًا على وحدة المساحة المحيطة بتلك النقطة (N/m²)

3. قاعدة باسكال

عندما يؤثر ضغط على سائل محبوس في إناء فإن الضغط ينتقل بتمامه الى جميع أجزاء السائل كما ينتقل الى جدران الإناء المحتوى على السائل

ثالثًا: أسئلة المقال:

1. اثبت أن الضغط P عند أي نقطة في باطن سائل على عمق h يتعين من العلاقة: $\mathrm{P}={\mathrm{P}}_{\mathrm{a}}+\rho gh$

حيث P_s: الضغط الجوي.

$\rho$: كثافة السائل.

g: عجلة الجاذبية الأرضية.

ص(54 و55) من الكتاب المدرسي.

2. صف المانومتر واشرح طريقة عمله في قياس ضغط غاز في مستودع.

ص(60) من الكتاب المدرسي.

3. ما المقصود بقاعدة باسكال؟ اشرح أحد تطبيقاتها.

ص(64 و65) من الكتاب المدرسي.

رابعًا - تمارين:

1. إذا كان الضغط على قاع إناء اسطوانی به زيت هو 15x10³N/m² احسب القوة الكلية المؤثرة على قاعدة الإناء إذا كان قطر القاعدة 8m.

$\mathrm{s}={\mathrm{\pi r}}^2=\mathrm{\pi x}{\left(4\right)}^2=50.2{\mathrm{m}}^2$

$\mathrm{P}=\frac{\mathrm{F}}{\mathrm{A}}$

$\mathrm{F}=\mathrm{PxA}=15\mathrm{x}{10}^3\mathrm{x}50.2=7.54\mathrm{x}{10}^4\mathrm{N}$

2. مطلوب لإطار سيارة فرق ضغط قدره 3.039x10⁵N/m² فإذا كان الضغط الجوي 1.013x10⁵N/m² فأوجد الضغط داخل إطار السيارة بوحدات الضغط الجوي.

$\mathrm{p}=∆\mathrm{p}+{\mathrm{p}}_0$

p=3.039x10⁵+1.013x10⁵

p=4.052x10⁵N/m²

$\mathrm{p}=\frac{4.052\mathrm{x}{10}^5}{1.013\mathrm{x}{10}^5}=4\mathrm{atm}$

3. قاعدة حوض أسماك مساحتها 1000cm²، و كان الحوض يحتوى على ماء وزنه 4000N احسب ضغط الماء على قاع الحوض.

نحول 1000cm² لمتر نضرب ب ^-10⁴ وبالتالي 0.1m²

$\mathrm{P}=\frac{\mathrm{F}}{\mathrm{A}}$

$\mathrm{P}=\frac{4000}{0.1}=4\times {10}^{4}N/m^2$

4. المكبسان الصغير والكبير في مكبس هیدرولیكی قطراهما 24cm ، 2cm على الترتيب تولدت قوة مقدارها 2000N على الكبير. احسب القوة المؤثرة على المكبس الصغير، وكذلك الفائدة الالية للمكبس.

$$\begin{gathered} \frac{\mathrm{f}}{\mathrm{a}}=\frac{\mathrm{F}}{\mathrm{A}} \\ \frac{\mathrm{f}}{1}=\frac{2000}{{12}^2} \\ \frac{\mathrm{f}}{1}=\frac{2000}{144} \\ \mathrm{f}=13.9\mathrm{N} \end{gathered}$$

الفائدة الالية للمكبس:

$\eta =\frac{F}{f}=\frac{ 2000 }{13.8}=144$

5. إذا كان الضغط الجوي عند سطح ماء في بحيرة هو 1ATM، ما عمق البحيرة إذا كان الضغط عند قاعها 3Atm علمًا بأن كثافة الماء 1000kg / m³ وأن الضغط الجوي يعادل 1.013x10N/m² وعجلة الجاذبية = 9.8m / s².

$\begin{array}{r}P=P_a+\rho gh\\ \\ 3\times 1.013\times {10}^5=1.013\times {10}^5+1000\times 9.8\times h\\ \\ 3\times 1.013\times {10}^5-1.013\times {10}^5=9800h\\ \\ h=202600÷9800=20.673\mathrm{m}\end{array}$

6. يحمل رجل بارومتر زئبقى قراءته عند الطابق الأرضي 76cmHg وعند الطابق العلوي 74.15cm Hg فإذا كان ارتفاع المبنى 200m، فاحسب متوسط كثافة الهواء بين هذين الطابقين إذا علمت أن كثافة الزئبق 13600kg / m³ علمًا بأن عجلة الجاذبية 9.8m / s²

$\begin{array}{c}=\frac{13600(76-74.15)\times {10}^{-2}}{200}\\ \\ =1.258\mathrm{kg}/\mathrm{m}3\end{array}$