نسخة الفيديو النصية
أي من الآتي يمثل وحدة القياس الصحيحة للضغط؟ (1) النيوتن، (2) النيوتن متر، (3) النيوتن لكل متر، (4) الجول، (5) الباسكال.
في هذا السؤال، نحاول إيجاد وحدة القياس الصحيحة للضغط. دعونا إذن نراجع كل وحدة ونناقش ما تقيسه كل منها.
لنبدأ بالوحدة الأولى، وهي النيوتن. النيوتن وحدة لقياس القوة، وليس الضغط. إذن، فالخيار الأول ليس الإجابة التي نبحث عنها. هيا نلق نظرة على الخيار الثاني، وهو النيوتن متر. لقد ذكرنا فى الخيار الأول أن النيوتن وحدة لقياس القوة. ويمكننا تذكر أن المتر وحدة لقياس المسافة.
يمكن أن يكون النيوتن متر وحدة لقياس أنواع مختلفة من الكميات. وبناء على السياق، فإن النيوتن متر قد يكون وحدة لقياس الشغل المبذول على الجسم عندما نؤثر عليه بالقوة 𝐹 فيتحرك المسافة 𝑑، وفي هذه الحالة، فإن الشغل المبذول 𝑊 يعرف بأنه القوة المؤثرة مضروبة في المسافة التي تحركها الجسم. وهذا الشغل المبذول ستكون وحدته النيوتن مضروبًا في المتر؛ لأن القوة وحدتها النيوتن، والمسافة وحدتها المتر.
إذن، يمكن أن يكون النيوتن متر وحدة لقياس الشغل المبذول، وفي حالة إذا ما كان لدينا جسم يمكن تدويره، فلنفترض أنه لوح خشبي؛ حيث نؤثر عليه بالقوة 𝐹 التي تبعد المسافة 𝑑 عن النقطة التي يدور حولها هذا اللوح، فإننا نؤثر بعزم دوران على هذا اللوح. وسيكون عزم الدوران هذا هو 𝑇، وعزم الدوران يساوي القوة مضروبة في المسافة العمودية 𝑑 بين النقطة التي تؤثر عندها القوة، وهي هنا، والنقطة التي يدور حولها اللوح، وهي هنا.
مرة أخرى، وحدة قياس عزم الدوران هي النيوتن مضروبًا في المتر. إذن، كما ذكرنا من قبل، وفقًا للسياق، يمكن أن تكون وحدة النيوتن متر وحدة لقياس عزم الدوران أو الشغل المبذول. ولكن الضغط ليس عزم الدوران ولا الشغل المبذول. ومن ثم، فالخيار الثاني ليس الإجابة التي نبحث عنها أيضًا.
لنتناول الخيار الثالث؛ النيوتن لكل متر. أحد الأمثلة على كمية وحدة قياسها النيوتن لكل متر هو ثابت الزنبرك؛ لأن القوة المؤثرة على الزنبرك التي سنسميها 𝐹 تساوي ثابت الزنبرك 𝑘 مضروبًا في استطالة الزنبرك. لنفترض أن الطول الأصلي للزنبرك هو هذه المسافة هنا.
القوة المؤثرة تساوي ثابت الزنبرك مضروبًا في استطالة الزنبرك، وهو 𝑥؛ أي مقدار الزيادة في طول الزنبرك على طوله الأصلي. وإذا أعدنا ترتيب المعادلة بقسمة كلا الطرفين على 𝑥، فإن 𝑥 يحذف من الطرف الأيمن. ويتبقى لنا القوة مقسومة على الاستطالة تساوي ثابت الزنبرك.
ما وحدة قياس ثابت الزنبرك؟ لقد ذكرنا من قبل أن وحدة القوة هي النيوتن، ووحدة الاستطالة هي المتر. ولذا، تكون الوحدة هي النيوتن لكل متر. ولكن هذا ليس الضغط أيضًا. ومن ثم، فالخيار الثالث ليس الإجابة الصحيحة.
لننتقل سريعًا إلى الخيار الرابع، وهو الجول. إن الجول وحدة لقياس الطاقة، وليس الضغط. إذن كما انتقلنا سريعًا إلى الخيار الرابع، يمكننا الانتقال عنه. ما يعنيه هذا هو أن الخيار الخامس يجب أن يكون الإجابة الصحيحة. وهو كذلك بالفعل. فوحدة قياس الضغط الصحيحة هي الباسكال.
إليك معلومة جانبية، تذكر أن الضغط الذي سنسميه 𝑃 يعرف بأنه القوة لكل وحدة مساحة. ووحدة الضغط، التي سنفترض أنها باسكال واحد، تعرف ببساطة بأنها نيوتن واحد، وهو القوة، مقسومًا على متر مربع واحد، وهو المساحة. وهذه حقيقة مفيدة عليك تذكرها.
على أي حال، الإجابة النهائية لهذا السؤال هي أن الباسكال هو الوحدة الصحيحة لقياس الضغط.
