مبدأ برنولي يطبق على المائع

مبدأ برنولي يطبق على المائع وهو من أشهر القوانين الفيزيائية، التي تفسر العديد من الظواهر الطبيعة وحركة السوائل، وبالرغم من أنها قوانين رياضية تبدو بعيدة كل البعد عن أرض الواقع إلا أنها تواجهنا في حياتنا اليومية فمثلًا نذكر سرعة ضغط المياه في الصنبور، وتنقل الأمطار عبر المجاري، وفي هذا المقال سيتم الحديث بشكلٍ خاص عن قانون برنولي في ميكانيك السوائل، وتقديم أشهر تطبيقات لهذا المبدأ.

من هو برنولي

قبل توضيح كيف أن مبدأ برنولي يطبق على المائع من الضروري البدأ بتعريف هذا العالم، وهو دانيال بيرنولي، عالم رياضيات سويسري، من مواليد الثامن من فبراير عام 1700م في مدينة جرونينجن في هولندا، وقد اهتم منذ نعومة أظافره بالعلوم، وقد درس علم الأحياء، والطب، والفيزياء، وهو خريج جامعة بازل، ودرس أيضًا في جامعة ستراسبورغ، وهايدبرغ، وقد حصل على درجة الدكتوراة عام 1721م، وكتب دانيال العديد من الكتب في حل المسائل الرياضية والمعادلات التفاضلية، ويعد من أكثر العلماء تقديرًا في أكاديمية العلوم في مدينة سانت بطرسبرغ الروسية.[1]

مبدأ برنولي يطبق على المائع

مبدأ برنولي يطبق على المائع، وهو تعبير عن بقاء الطاقة في علم حركة السوائل، حيث ينص على أن ضغط المائع يقل عندما تزيد السرعة، وبالتالي فإن ضغط السائل يرتفع كلما انخفضت سرعته، وهو ما يفسر على أرض الواقع كون الفوهةَ ضّيّقة على طرف خرطوم الماء، مما يسمح يتوزيع المياه، حيث يسمح القطر الصغير بتسريع تدفق المياه، أما من حيث المعادلة، فينص المبدأ على أن مجموع الضغط والطاقة الحركيه وطاقه الوضع لوحدة الحجوم يساوي مقدارًا ثابتًا، وتكتب المعادلة كالآتي:[2]

ض₁ + ½ ث (ع₁)²+ث ج ف₁ = ض₂ + ½ ث (ع₂)² + ث ج ف₂؛

حيث إن:

• ض₁: ضغط السائل عند النقطة الأولى.
• ض₂: ضغط السائل عند النقطة الثانية.
• ث: كثافه السائل.
• جـ: الجاذبيّة الأرضيّة، وتساوي 9.81 أو 10، حسب المنطقة الجغرافية.
• ف₁: ارتفاع النقطة الأولى عن سطح الأرض.
• ف₂: ارتفاع النقطة الثانية عن سطح الأرض.
• ع₁: السرعة عند النقطة الأولى.
• ع₂: السرعة عند النقطة الثانية.

تطبيقات معادلة برنولي

في ختام المقال من الجدير بالذكر أن قانون دانيال برنولي يستخدم في العديد من المجالات، ونذكر من أبرزها:[2]

• رفع الطائرات: حيث يسمح برفع الطائرة للأعلى، ويستخدم في تصميم أجنحة الطائرات، بشكل منحني عند السطح العلوي، في حين إن السطح السفلي مستقيم، وهو ما يجعل الهواء ينساب على السطح العلوي بسرعة أكبر من انسيابه على السطح السفلي للجناح.
• صناعة المرذاذ: والذي يستخدم لتعبئة مبيد الحشرات، وطلاء السيارات، ومزيل العرق، حيث إن نفخ الأنبوبة الأفقية بالهواء، ينقص الضغط داخل المرذاذ، فيخرج تيار الهواء أمام فتحة الأنبوبة العمودية المغمور طرفها السفلي بالسائل.
• مقياس فنتوري: وهو أنبوب يسمح بقياس سرعة سائل وكثافته، إذ ينساب السائل داخل أنبوب أفقي يتضمن أجزاء مقطعة تسمح بقياس فرق الضغط بين نقطتين معينتين باستخدام المانوميتر الزئبقي.
• المازج في السيارات: أو مايسمى بالعامية “الكاربوريتور”، ويعمل بنفس  مبدأ المرذاذ.

شاهد أيضًا: تحدث عينة من الهواء في حقنة ضغطا مقداره

مبدأ برنولي يطبق على المائع وهو المبدأ الرئيس في علم ميكانيك السوائل، أو ميكانيكا الموائع، وهو تخصص تَفرع من ميكانيكا المواد، يهتم بدراسة السوائل والغازات، محاولًا تفسير السلوك الفيزيائي لهذه المواد، ويقسم بدوره إلى إستاتيكا الموائع، المختص بحالة السكون، وديناميكا الموائع، في حالة الحركة، وكلها فروع مهمة وضرورية في الصناعة والزراعة والطب، وحتى في الفنون كالرسم والنحت.