ما نوع العلاقة بين الضغظ والقوة

كتابة: نورهان ناصر آخر تحديث: 18 أبريل 2021 , 21:58

نوع العلاقة بين الضغظ والقوة

يُعرَّف الضغط بأنه القوة لكل وحدة مساحة (التي تعمل عليها القوة) ، أو الضغط = القوة / المساحة ، وطبقا لهذه المعادلة ، فالعلاقة بين الضغط والقوة علاقة طردية ، اي كلما زادت القوة زاد الضغط ، وايضا كلما قلت القوة المؤثرة قل الضغط.

القوة هي نتاج الكتلة والتسارع لجسم ما ، وفقًا لقانون نيوتن الثاني للحركة ولديها وحدات نيوتن (N) ، وبالتالي ، فإن وحدات الضغط هي نيوتن لكل متر مربع (N / m ^ 2) ، وحدة أخرى للضغط شائعة الاستخدام هي psi أو رطل لكل بوصة مربعة ،أيضًا ، الضغط = (الكتلة × التسارع) / المنطقة ، كما يقاس الضغط الذي يمارسه الهواء من حيث الغلاف الجوي ، 1 ضغط جوي يعادل الضغط الذي يمارسه عمود من الزئبق بارتفاع 76 سم أو 760 مم.

أحد الجوانب المثيرة للاهتمام للعلاقة بين القوة والضغط هو أنه مع تقلص المساحة ، يرتفع الضغط لنفس القوة المطبقة ، على سبيل المثال ، من المستحيل على أي شخص تحريك جدار بممارسة القوة عليه ، ولكن إذا طبقنا نفس القوة على لبنة ، فيمكننا تحريكها بسهولة ، وكذلك إذا طبقنا نفس القوة على طرف الإبرة ، ففكر في مقدار الضغط المتزايد وما يمكن تحقيقه.[1]

العلاقة بين الضغظ والقوة

يمكن أن يكون هناك فرق كبير بين القوة والضغط ، على الرغم من أن كلاهما كيانان فيزيائيان ، ولفهم الاختلاف ، نحتاج إلى فهم التعريف وتطبيقه ، القوة هي حركة الدفع والسحب التي تؤدي إلى تغيير الحركة والاتجاه ، في حين أن الضغط هو القوة المادية لكل وحدة مساحة.

القوة هي التأثير الناجم عن تفاعل كائنين يحاولان تغيير حالة الكائن ، اما الضغط هو القوة المؤثرة على جسم في الاتجاه العمودي لسطح الجسم مما يؤدي إلى انتشار القوة على منطقة معينة ، إذا تم تطبيق القوة على مساحة كبيرة ، يُقال إن الضغط منخفض وإذا تم تطبيق نفس القوة على مساحة صغيرة ، فإن الضغط الناتج يكون مرتفعًا ، وهذا ايضا يرجع الى العلاقة بين الضغط والمساحة.

كيفية حساب القوة على أساس الضغط

الضغط والقوة مرتبطان ، لذا يمكنك حساب أحدهما إذا كنت تعرف الآخر باستخدام المعادلة الفيزيائية ، P = F / A ، نظرًا لأن الضغط مقسوم على المساحة ، فإن وحدات المتر – كيلوجرام – ثانية (MKS) هي نيوتن لكل متر مربع ، أو N / m2 ، في نظام قدم رطل في الثانية (FPS) ، تكون الوحدات هي رطل لكل بوصة مربعة ، أو psi.

من المهم تذكر ان وحدة نيوتن لكل متر مربع شائعة جدًا في الفيزياء بحيث يكون لها اسم خاص: باسكال ، والتي تساوي 1 نيوتن لكل متر مربع ، ويتم اختصار باسكال كـ Pa.

الفرق بين الضغط والقوة

  • القوة هي حركة الدفع والسحب التي تؤدي إلى تسريع الجسم ، اما الضغط هو الذي يعمل على منطقة معينة ويتصرف على شيء عمودي على سطحها.
  • القوة وحدتها هي نيوتن ويمثلها N  ، اما الضغط وحدته هي باسكال
  • القوة هي كمية متجهة مما يعني أن لها أيضًا اتجاه ، الضغط هو كمية قياسية مما يعني أنه ليس له اتجاه.
  • يمكن ممارسة القوة على وجه الجسم أو حوافه أو جانبه أو رؤوسه ، يعمل الضغط فقط على سطح الجسم أو وجهه.
  • يمكن تغيير سرعة الجسم بتطبيق القوة في اتجاه واحد ، اما الضغط على الجسم لا يغير اتجاهه.

العلاقة بين القوة والضغط والمساحة

يُعرَّف الضغط بأنه مقياس للقوة المطبقة على مساحة وحدة. غالبًا ما يتم التعبير عن الضغط بوحدات باسكال (Pa) ، نيوتن لكل متر مربع (N / m2 أو kg / m.s2) ، أو جنيه لكل بوصة مربعة ، تشمل الوحدات الأخرى الغلاف الجوي (atm) ، و torr ، و bar ، و متر مياه البحر (msw).

في المعادلات ، يُشار إلى الضغط بالحرف الكبير P أو الحرف الصغير p. الضغط عبارة عن وحدة مشتقة ، يتم التعبير عنها عمومًا وفقًا لوحدات المعادلة: P = F / A حيث P هي الضغط ، F هي القوة ، و A هي المنطقة P هي الضغط F هو مكون القوة المتعامدة على السطح A هو مساحة السطح عندما تكون القوة ثابتة على منطقة ما ، فإن الضغط المؤثر على تلك المنطقة هو ببساطة الضغط كمية قياسية ، وبالتالي فهو يعمل في جميع الاتجاهات في أي نقطة معينة ، من أجل الضغط لخلق قوة ، يجب دمج الضغط في بعض المناطق.

القوة

 يمكن للأشياء الحية وغير الحية أن تطبق القوة كالاتي؛

  •  من الضروري تطبيق قوة على تفاعل كائن بين الكائن ومصدر القوة.
  • كلما تدخلت القوة في جسمين ، أحدهما يطبق القوة والآخر يستقبل القوة ، أمثلة: لركل الكرة نحتاج إلى دفعها ، واختيار الكتاب الذي نحتاج إلى سحبه ، ولضرب الكرة نحتاج إلى دفعها ورفع الصندوق ، نحتاج إلى دفعها.
  • يسمى قياس القوة ومقدار القوة حجم القوة.
  •  يمكن تطبيق قوتين أو أكثر على نفس الكائن في نفس الاتجاه والاتجاه المعاكس.
  • عندما يتم تطبيق قوتين أو أكثر في نفس الاتجاه ، فإن القوة الكلية أو الصافية هي إضافة مقدار كلتا القوتين ، ومثال على ذلك: عندما يدفع شخصان الصندوق في نفس الاتجاه بقوة كل 2 نيوتن ، فإن القوة المحصلة ستكون-
    صافي القوة: – 2N + 2N = 4N (في اتجاه القوة المطبقة)

الضغط

تسمى القوة المؤثرة على وحدة مساحة السطح بالضغط ، يمكننا القول أن القوة لكل وحدة مساحة تسمى الضغط ، الضغط = القوة / المساحة.
من الصيغة أعلاه ، يمكننا القول أنه مع نفس القوة المطبقة ، يتناسب الضغط بشكل غير مباشر مع المنطقة ، وبالتالي ينخفض ​​الضغط مع زيادة المساحة ويزداد مع انخفاض المنطقة ، ومثال: عندما نضع مسمارًا في لوح خشبي ، يتم الاحتفاظ بالطرف المدبب من الظفر في المقدمة. الطرف المدبب من الظفر له مساحة سطح صغيرة جدًا وهذا يمكننا من ممارسة ضغط أكبر مع القوة المطبقة.

وبالنسبة للضغط الذي يمارسه السائل والغاز ،يمكن أن يضغط السائل والغاز أيضًا على الجدران الداخلية للحاوية التي يتم الاحتفاظ بها فيها ، فعند ملء الهواء ، يتم نفخ بالون مطاطي من جميع الجوانب ، يحدث هذا بسبب ضغط الهواء أو الغاز على الجدران الداخلية للبالون.[2]

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق