جدول المحتويات
استنتاج معادلة ضغط الماء
يعتمد حساب ضغط الماء داخل خزان على عدة عوامل، أهمها الارتفاع. وتُعطى الصيغة العامة لحساب ضغط الماء كما يلي: [١]
ضغط الماء = ρ * g * h
حيث:
- ρ (رو): تمثل كثافة الماء (kg/m³).
- g: تمثل تسارع الجاذبية الأرضية (m/s²).
- h: يمثل ارتفاع عمود الماء (m).
لاحظ أن الضغط يتناسب طرديًا مع الارتفاع، أي كلما زاد الارتفاع، زاد الضغط.
تطبيقات عملية لحساب ضغط الماء
لنوضح ذلك من خلال بعض الأمثلة:
مثال ١: خزان بارتفاع ٣ أمتار
نفترض خزانًا مملوءًا بالماء بارتفاع ٣ أمتار. لنحسب ضغط الماء في قاع الخزان. [٢]
معطياتنا: كثافة الماء (ρ) = 1000 كغ/م³، تسارع الجاذبية الأرضية (g) = 9.8 م/ث²، والارتفاع (h) = 3 م.
بالتعويض في المعادلة: ضغط الماء = 1000 كغ/م³ * 9.8 م/ث² * 3 م = 29400 باسكال.
مثال ٢: شلال بارتفاع ١٠٠ متر
لنفترض شلالًا ارتفاعه 100 متر. ما هو فرق الضغط بين قمته وقاعدة الشلال؟ [٢]
باستخدام نفس القيم لكثافة الماء وتسارع الجاذبية، وارتفاع 100 متر، نجد أن فرق الضغط = 0.4335 * 100 = 43.35 باسكال.
العوامل المؤثّرة على ضغط الماء في الصنبور
يعتمد ضغط الماء في الصنبور على عدة عوامل، من بينها: [٣]
- ارتفاع مصدر الماء (خزان، برج مياه): كلما زاد الارتفاع، زاد الضغط.
- كمية المياه المستخدمة: استخدام كمية كبيرة من الماء في آن واحد قد يقلل من الضغط.
- ارتفاع المبنى: يكون ضغط الماء أقل في الأدوار العليا مقارنة بالأدوار السفلى.
- قطر الأنابيب: يؤثر قطر الأنابيب على تدفق الماء وبالتالي على الضغط.
