از نظر فيزيكي، فشار در واقع مقدار نيرويي است كه بطور عمود بر واحد سطح وارد مي شود. اگر در نيروي وارد آمده بر جسم و يا سطح، مقدارنيرو ثابت باشد و يا ثابت بماند، هر چه مساحت سطحي كه نيرو به آن وارد مي شود كوچك تر و كم تر باشد، ميزان فشار وارد بر سطح بيشتر است. واحد فشار در فيزيك، نيوتون بر مترمربع است ، پاسكال ، فيزيكدان مشهور فرانسوي به نام او ناميده شده است و آن را با علامت pa نشان مي دهند.
فشار مايعات :
همان طور كه معمولاً فشار هر جسم جامد بر سطح زيرين آن در اثر نيروي گرانش است. فشار مايعات نيز در اثر نيروي وزن آن ها بوجود مي آيد.
بسياري از شهرها داراي شبكه ي آب لوله كشي هستند. در شبكه ي آب رساني شهرها، معمولاً مخزن آب را در ارتفاعي بالاتر از بقيه ي نقاط مي سازند. در نتيجه آب در اثر نيروي گرانش در شبكه ي آب شهرها جاري مي شود. به اين مثال توجه كنيد:
اگر يك ظرف مكعبي شكل پر از آب به ابعاد 1×1×1 متر را در نظر بگيريد اين ظرف محتوي حدود هزار كيلوگرم آب است.
وزن اين مقدار آب در حدود 10000 نيوتون مي شود.
بنابراين فشار دارد بر كف مخزن برابر است با :
|
= فشار
|
نيرو
|
=
|
نيوتون 10000
|
=10000
|
نیوتون
|
|
سطح
|
مترمربع 1
|
مترمربع
|
حال اگر ارتفاع آب در مخزن به جاي 1 متر، 2 متر باشد، فشار آب بر كف آن دو برابر، يعني 20000 پاسكال مي شود.
بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه فشار مايعات به ارتفاع آنها بستگي دارد. يعني هر چه ارتفاع ستون مايع بيشتر باشد. نيروي وزن مايع بر سطح زيرين خود بيشتر مي شود و در نتيجه فشار مايع بيشتر خواهد بود.
يك نكته ي بسيار جالب در مورد فشار مايعات اين است كه مايعات، فشار را به خوبي و بطور يكسان در همه ي جهات منتقل مي كنند. از اين خاصيت، در موارد بسياري استفاده مي شود.
فشار گازها :
هواي اطراف زمين به وسيله نيروي گرانش زمين به طرف پائين كشيده مي شود . نيروي گرانش سبب مي شود كه هوا بر همه اجسام روي زمين، فشار وارد مي كند. مانند آبي كه بر كف ظرف خود فشار وارد مي كند.
وجود فشار هوا در بعضي از كارها به ما كمك مي كند. مثلاً وقتي كه با يك ني، نوشيدني مي خوريد، فشار هوا ،مايع را از ليوان به درون دهان شما منتقل مي كند. فشار هوا بر روي تمام اجسامي كه روي سطح زمين قراردارند از همه جهت ها وارد مي شود.
يك نكته جالب :
بر روي سطح زمين، وقتي بطري آب را كج مي كنيم در اثر نيروي گرانش، آب به دهانه، سرازير مي شود اما در شرايط بي وزني حتي اگر بطري آب را كاملاً هم سر و ته بگيريم،آب فرو نمي ريزد، در چنين شرايطي نمي توان آب را به وسيله ي ني نوشيد. فشار هوا موجود در ايستگاه فضايي، اين كار را امكان پذير مي سازد.
وقتي در يك محيط بسته مقداري گاز وارد مي كنيم مولكول هاي گاز كه پيوسته در حال حركت و جنبش هستند دائماً به ديواره هاي ظرف برخورد مي كنند. برخورد هر مولكول با ديواره ظرف، نيرويي بر ديواره وارد مي كند به عبارت ديگر، مي توان گفت كه عامل ايجاد فشار يك گاز بر روي ديواره هاي ظرف،ضربه هاي متوالي مولكول هاي گاز به ديواره است. هر چه مقدار گازي كه به يك ظرف در بسته وارد مي كنيم بيشتر باشد. فشار گاز درون آن ظرف بيشتر مي شود، زيرا با افزايش تعداد مولكول ها، تعداد برخورد آن ها با ديواره ظرف افزايش مي يابد.
همان طور كه ملاحظه مي كنيد، عامل وجود فشار هوا بر اجسام روي سطح زمين،نيروي گرانش است كه از طرف زمين بر هواي اطراف آن وارد مي شود و آن را به طرف خود مي كشد اما در مورد گازي كه در يك ظرف در بسته قرار دارد مثل هواي موجود در لاستيك ، اتومبيل يا گاز موجود در كپسول يا هواي موجود در فضاپيما مي توان گفت كه عامل فشار در واقع جنبش و حركت مولكول هاي گاز آن است.
فكر كنيد
درباره عبارت زير فكر كنيد آيا مي توانيد اين پديده ها را به مفهومي كه در ذهن خود از فشار داريد مربوط نمائيد.
لبه تيز چاقو گوشت را به راحتي مي برد اما لبه ي پهن آن نمي برد وقتي لبه ي چاقو تيز است، فشار وارد بر گوشت بيشتر و وقتي لبه ي آن پهن است نيرو در سطح وسيع تري پخش مي شود و فشار وارد برگوشت كم تر است.
ميخ از سر تيزش در چوب فرو مي رود اما از سر پهن فرو نمي رود.
نوك تيز ميخ فشار بيشتري را بر چوپ وارد مي كند.
مرتاض هاي هندي روي يك تخت چوبي پوشيده از ميخ مي خوابند اما نمي توانند روي آن بايستند.
وقتي مرتاض هاي هندي روي تخت مي خوابد سطح زياد و فشار كم است. اما وقتي مي ايستد، سطح كم و فشار زياد است و ميخ ها در پاهايش فرو مي رود.
مساحت سطح
فكر كنيد
مي دانيد كه اگر لاستيك ماشين يا توپ را بيش از حد باد كنيم، مي تركد، علت آن چيست؟
زيرا مقدار گاز بيشتري را وارد لاستيك يا توپ مي كنيم و فشار داخل آن ها بيشتر مي شود و وقتي اين فشار بيش از حد شود، مي تركد.
به نظر شما اگر دماي گازي كه در يك ظرف دربسته وجود دارد افزايش يابد فشار آن بيشتر مي شود يا كم تر؟ چرا؟
فشار گاز با دماي گاز نسبت مستقيم دارد. اگر گازي را گرم كنيم. دماي آن افزايش مي يابد و فشار گاز زياد مي شود.
نظرات شما عزیزان:
تبادل
لینک هوشمند
