الضغط في الفيزياء

ما هو المفهوم الفيزيائي للضغط؟

إذا حاول أحدهم طَرق جسم صلب في الحائط، فإنّه لن يخترق الجدار، بينما إذا طرق أحدهم مسمارًا بالقوّة نفسها فمن المرجح أنه سيخترق الجدار، إذ يدل هذا على أن معرفة مقدار القوّة في بعض الأحيان لا تكفي، بل عليك أن تعرف أيضًا كيف يتم توزيع هذه القوة على السطح الذي أثرت فيه، بالنسبة للمسمار فقد تركّزت كل القوة بينه وبين الجدار في منطقة صغيرة جدًّا على الطرف الحاد له، أمّا بالنسبة للجسم الصلب فقد كانت المساحة التي لمست الحائط كبيرة وبالتالي القوّة أقل تركيزًا، ولجعل هذا دقيقًا نستخدم مفهوم الضغط، إذ يُعرّف الضغط على أنّه مقدار القوة المؤثرة في وحدة المساحة، ويُرمز له (ض = ق/ف).

لذلك، حتى نؤثر بضغط عالٍ علينا أن نؤثر بقوة كبيرة جدًّا، أو قوة معينة تؤثر بمساحة صغيرة (أو كليهما)، وبعبارةٍ أخرى ستكون بأمان إن استلقيت على سريرٍ من المسامير إذا كان إجمالي مساحة جميع أطراف المسامير معًا كبيرة بما يكفي، ووحدة قياس الضغظ هي نيوتن لكل متر مربع والتي يطلق عليها باسكال.^[١]

ما هي وحدات قياس الضغط في الفيزياء؟

لنبدأ في التعرّف إلى وحدات الضغط من خلال النظر إلى نظام الوحدات الدولي المُشتق من النظام المِتري^[٢]:

نظام الوحدات الدولي

هو نظام القياس الأكثر استخدامًا في العالم، إذ تم نشره في عام 1960، لكن تاريخه طويل جدًّا من قبل نشره، والوحدة الأساسيّة للضغط في نظام الوحدات الدولي هي باسكال كما عرّفناها مسبقًا (نيوتُن لكل متر مربع)، إذ إن نيوتُن = كجم م/ث² لنقُل هذا بصيغةٍ رياضيّة:

باسكال= نيوتُن/ م²، وباسكال هي وحدة ضغط صغيرة جدًّا فعلى سبيل المثال: الضغط الجوي يساوي 101,325 باسكال، من تعريف باسكال، يمكن تبديل وحدة (كيلوغرام) بوحدات مختلفة مثل (الغرام)، ويمكن تبديل (المتر) بـ (السنتيمتر) و(المليمتر)، ومن خلال تطبيق ذلك سنحصل على العديد من وحدات ضغط أخرى مثل: كغ/ م²، غرام/ م²، كغ/ سم²، غرام/ سم ²، كغ/ مم²، غرام/ مم²، وغيرها.

غالبًا ما تُستخدم وحدة الـ (بار) في بعض المناطق، إذ إنها تعتمد على النظام المتري لكنها ليست جزءًا من نظام الوحدات الدولي، وهي تساوي 100,000 باسكال (100 كيلو باسكال)، ومن السهل تحويلها، لكن في بعض المناطق في الولايات المتحدة الأميريكية يوصى بعدم استخدامها، ومثل جميع وحدات الضغط التابعة لنظام الوحدات الدولي أو غير التابعة له، يمكننا استخدام الاختصارات الشائعة قبلها، مثل: ملّي باسكال (1/100)، سنتي باسكال (1/10)، هيكتو باسكال (100)، كيلو باسكال (1000)، ميجا باسكال (1,000,000)، وتستخدم وحدة الـ (بار) استخدامًا شائعًا دون اختصارات أمامها أو بأحد الاختصارات مثل: ملي بار، ومن أشهر استخداماتها في قياس الضغط الضغط الجوي، والضغط المُطلق^[٣].

من حياتكِ لكِ

نقدم لكِ عشر نصائح تساعدكِ في تدريس الفيزياء للطلاب^[٤]:

• كوني واثقة في قدرات طلابِك، إذ يمكنكِ إظهار ذلك عن طريق استخدام أمثلة واقعيّة ذات صلة باهتمامات الطلاب والتحدث بطريقة مثيرة للحماس حول مفاهيم واسعة قبل الغوص في التفاصيل الدقيقة.
• عبّري عن ثقتكِ في طلابكِ أمامهم، فعلى غرار النصيحة الأولى فإن ذكركِ وتكراركِ لميّزات طلابكِ أمامهم يعد دفعة إيجابيّة لهم في الاتجاه الصحيح.
• السماح لهم بالمشاركة أكثر وتقديم المبادرات، إذ إن أداء الأنشطة أمام الطلاب ليس كتأثير مشاركتهم بها، فعند العمل معهم اسمحي لهم بالمشاركة، فمن المرجح أن يشعروا بالرضا عن النتائج واستكمال المهام بحماس أكبر.
• التكرار يجب ألّا يكون مملًا، إذ إن فن الاستذكار هو طريقة مهمة كي تدوم المعلومة أطول خلال الفصل أو العام الدراسي، كما يمكنكِ أن تستخدمي معهم القوافي اللغوية مثلًا، إذ تعد طريقة مرحة وجذّابة لضمان حضور الطلاب ذهنيًّا.
• متعة التعلّم، إذ من المرجح أن يهتم الطلاب أكثر للمادة التعليميّة إذا كان يمكن تطبيقها على مواقف عمليّة عايشوها مثل حساب سرعة التزلج على تلّة ثلجيّة مثلًا.
• اطلبي واجبات منزلية معقولة، إذ يجب مراقبة كل من كمية الواجبات المنزلية ومحتواها.
• أشركي الطلاب جميعًا مع بعضهم، إذ يفضل العديد من الأشخاص الشعور بأنهم أفراد ذوي كيان شخصي، وشجّعيهم على المناقشة وجهًا لوجه مع بعضهم، فإنّ هذا يؤثر في قدرتهم على الاستنتاجات التي تتجاوز ما يتم تدريسه.
• ابقي على تواصل مع الوالدين، إذ إنّ الأمهات والآباء المهتمين بمساعدة أطفالهم قد لا يعرفون كيفية المساعدة، لذلك يمكن أن يساعد التواصل المستمر مع أولياء الأمور حول تقدم أطفالهم في مجالاتهم ومعالجة الثغرات.
• ساعدي طلابِك على تنظيم ملفاتهم بالحفاظ على أوراقه مرتبة، فقد تختفي بعض المهام والواجبات المنزلية بين كثرة الملفات، لذا ساعديه في فصل الملاحظات والواجبات المدرسيّة حسب الوحدة الدراسيّة التي ينتمي لها.
• حاولي إشراك دماغه كلّه في عملية التعلّم، إذ إنها طريقة جيّدة ومبتكرة أن تشرحي المفاهيم لطلابك قبل أن يتناقلوها بينهم، ثمّ اسمحي لأحد الطلاب أن ينقل تفاصيل أي مفهوم تم شرحه لزملائه بدقة، فهكذا سيتعلّمون بشكل أفضل.

المراجع

1. ↑ "What is pressure?", khanacademy, Retrieved 20-6-2020. Edited.
2. ↑ Heikki laurila (8-2-2017), "Pressure units and pressure unit conversion"، beamex, Retrieved 20-6-2020. Edited.
3. ↑ "What is Pressure? Definition, Formula, Unit, Examples", toppr, Retrieved 20-6-2020. Edited.
4. ↑ "Ten Tips for Teaching Physics to an Uninspired Class", pointtopointeducation, Retrieved 20-6-2020. Edited.