تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

فيديو السؤال: مقارنة الضغط عند نقاط مختلفة في حاوية مغمورة بالماء الفيزياء

حاوية تقع تحت سطح البحر على عمق ‪1.2 m‬‏، بجوار الشاطئ، تمتلئ بماء كثافته ‪1020 kg/m³‬‏. تعلق الحاوية على عمود في قاع البحر، ارتفاع الحاوية ‪3.5 m‬‏. يمكن للماء دخول الحاوية والخروج منها عبر ثلاث فتحات في حوائطها وفتحة واحدة في قاعدتها، كما هو موضح في الشكل. يزيد ضغط الماء تدريجيًّا عند واحدة من الفتحات الموجودة في الحوائط حتى يصل الضغط عندها إلى ‪7500 Pa‬‏. هل الضغط ‪𝑃1‬‏ أكبر من، أم أقل من، أم يساوي ‪7500 Pa‬‏؟ هل الضغط ‪𝑃2‬‏ أكبر من، أم أقل من، أم يساوي ‪7500 Pa‬‏؟ هل الضغط ‪𝑃3‬‏ أكبر من، أم أقل من، أم يساوي ‪7500 Pa‬‏؟

٠٤:٢٤

‏نسخة الفيديو النصية

حاوية تقع تحت سطح البحر على عمق 1.2 متر، بجوار الشاطئ، تمتلئ بماء كثافته 1020 كيلوجرامًا لكل متر مكعب. تعلق الحاوية على عمود في قاع البحر. ارتفاع الحاوية 3.5 أمتار. يمكن للماء دخول الحاوية والخروج منها عبر ثلاث فتحات في حوائطها وفتحة واحدة في قاعدتها، كما هو موضح في الشكل. يزيد ضغط الماء تدريجيًّا عند واحدة من الفتحات الموجودة في الحوائط حتى يصل الضغط عندها إلى 7500 باسكال. هل الضغط ‪𝑃‬‏ واحد أكبر من، أم أقل من، أم يساوي 7500 باسكال؟

هذه هي الحاوية التي تشير المعطيات إلى أنها مغمورة كليًّا في الماء. الحاوية فيها أربع فتحات: واحدة في هذا الطرف، وواحدة في هذا الجانب، وواحدة في هذا الطرف، وواحدة في القاعدة. ومن ثم، فهذه كلها مواضع يمكن أن يتحرك الماء خلالها دخولًا إلى الحاوية أو خروجًا منها. الجزء الأول من هذا السؤال يتناول الضغط الذي يرمز له بالرمز ‪𝑃‬‏ واحد. وهو الضغط الذي يؤثر به الماء إلى الخارج عند هذه الفتحة في الحاوية. نريد أن نعرف كم تبلغ قيمة ‪𝑃‬‏ واحد مقارنة بـ 7500 باسكال، وهي قيمة الضغط الذي يؤثر إلى الداخل عند هذه الفتحة من الحاوية.

إذا نظرنا إلى الحاوية من منظور جانبي، فقد تبدو هكذا. من هذا المنظور، يؤثر الضغط البالغ 7500 باسكال إلى الداخل من هذا الطرف. ومن منظور رؤيتنا، يشير الضغط ‪𝑃‬‏ واحد إلى داخل الشاشة. مفتاح الإجابة عن الجزء الأول من السؤال هو أن ندرك أن الفتحة التي يؤثر خلالها الضغط ‪𝑃‬‏ واحد، والفتحة التي يوثر خلالها الضغط البالغ 7500 باسكال تقعان على العمق نفسه أسفل سطح الماء الذي يعلو الحاوية. بعبارة أخرى، هاتان المسافتان المشار إليهما بالسهمين الورديين متطابقتان. ونظرًا لأن هاتين الفتحتين في الحاوية على العمق نفسه، فهذا يعني أن الضغط المؤثر خلالهما متطابق أيضًا. ولا بد أن يكون هذا هو الحال لأن كلتا الفتحتين يندفع منهما المقدار نفسه من الماء إلى الأسفل. للإجابة عن هذا السؤال إذن، نكتب أن الضغط ‪𝑃‬‏ واحد يساوي بالضبط 7500 باسكال.

الجزء التالي من السؤال هو: هل الضغط ‪𝑃‬‏ اثنان أكبر من، أم أقل من، أم يساوي 7500 باسكال؟

بالرجوع إلى المنظور الجانبي للحاوية، نلاحظ أن الضغط ‪𝑃‬‏ اثنين يؤثر خلال هذه الفتحة. هذه الفتحة على العمق نفسه أسفل سطح الماء الذي توجد عنده الفتحتان الأخريان في جانبي الحاوية. وهذه المعلومة حاسمة في مقارنة الضغط ‪𝑃‬‏ اثنين بـ 7500 باسكال. فبما أن هذين الضغطين يؤثران عند العمق نفسه، فهما متساويان. إذن الضغط ‪𝑃‬‏ اثنان يساوي 7500 باسكال.

والآن لنلق نظرة على الجزء الأخير من السؤال.

هل الضغط ‪𝑃‬‏ ثلاثة أكبر من، أم أقل من، أم يساوي 7500 باسكال؟

‏‪𝑃‬‏ ثلاثة هو الضغط الذي يؤثر خلال الفتحة الموجودة في قاعدة الحاوية. فيما يخص عمق هذه الفتحة أسفل سطح الماء، نلاحظ أنها على عمق أكبر من الفتحات الأخرى. هذا يعني أن هذا الماء كله يسهم بضغط إضافي خلال هذه الفتحة. في نص المسألة، تذكر المعطيات ارتفاع الحاوية وكثافة الماء الموجود فيها. ويمكننا حساب الفرق بين الضغط هنا في جانب الحاوية والضغط ‪𝑃‬‏ ثلاثة. لكن في هذا السؤال، علينا فقط معرفة إذا ما كان ‪𝑃‬‏ ثلاثة أكبر من، أم أقل من، أم يساوي 7500 باسكال. نظرًا لأن الفتحة التي يؤثر عندها الضغط ‪𝑃‬‏ ثلاثة موجودة على عمق أكبر من الفتحة التي يؤثر عندها الضغط البالغ 7500 باسكال، فإن الضغط ‪𝑃‬‏ ثلاثة أكبر من 7500 باسكال.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.