ما هو مبدأ برنولي

تعتبر الفيزياء ومبادئها من أقدم العلوم والبحوث العلمية التي ترجع لأكثر من 2000 عام قبل الميلاد، وفي هذا المقال سنعرف ما هو مبدأ برنولي ؟ وهو مبدأ من مبادئ الفيزياء اكتشفه العالم الشهير السويسري دانيال برنولي، وهذا المبدأ يشرح معادلة السوائل والعلاقة بين الضغط والكثافة، ويمكن التعرف على المزيد من المعلومات عن مبدأ برنولي في عالم المعرفة.

ما هو مبدأ برنولي ؟

هذا المبدأ أيضًا يسمى معادلة برنولي التي تخص السوائل، وهو يعتمد على العلاقة التي تربط الضغط والكثافة معًا ضمن السوائل المتحركة، وهو يضم أيضًا حساب سرعة السوائل المتدفقة والطاقة الكامنة.

• فقد قام العالم برنولي ببعض التجارب العلمية على السوائل التي توجد في الأنابيب ليقوم باكتشاف هذا المبدأ العظيم.
• ينص المبدأ أن ضغط المياه يصبح زيادة وأقوى في المساحة الصغيرة، ولكن الضغط الذي يكون في داخل المياه لا يزيد، وبهذا الشكل سيزيد ضغط محيط السائل، وبالتالي ستتغير سرعة السائل في نطاق هذه المساحة.
• ومعادلة برنولي تقوم بوصف الفرق الذي يحدث للضغط في نقطتين مختلفتين داخل الأنابيب، والفرق هذا يظهر به بعض التغييرات التي تحدث في الطاقة والسرعة والطول.

معادلة برنولي ميكانيكا الموائع

هناك معادلة رياضية توضح مبدأ برنولي لكي يمكن الاستفادة منه بطريقة علمية، والمعادلة تنص على أن مجموع الطاقة الحركية والضغط وطاقة الوضع التي تخص وحدة الحجم، تساوي مقدار ثابت، والمعادلة هي: (ض1−ض2= ½ث (ع22 − ع21)+ جـ ث (ف2 − ف1)).

اقرأ أيضًا: ما هو الضغط الإسموزي

وتعني المجاهيل السابقة التالي:

• ض1: يعبر عن ضغط السائل عند دخوله.
• ض2: يعبر هذا المجهول عن ضغط السائل عند خروجه.
• ث: يعبر عن المقدار الذي يظهر لكثافة المائع.
• ج: يعبر عن القيمة الثابتة للجاذبية الأرضية، ويمكن أن يساوي 9.81 أو 10، وقد تكون هذه القيمة مختلفة، وذلك لأن قيمة ثابت الجاذبية تختلف من كوكب لآخر، فكوكب الأرض يختلف عن بقية الكواكب.
• ف1: تعبر هذه القيمة عن مرحلة ارتفاع مقطع الدخول عن مستوى الأرض.
• ف2: تعبر هذه القيمة عن مرحلة ارتفاع مقطع الخروج عن مستوى الأرض.
• ع1: قيمة السرعة التي تحدث في مقطع الدخول.
• ع2: قيمة السرعة التي تحدث في مقطع الخروج.

تطبيقات معادلة برنولي

بعد أن عرفنا ما هو مبدأ برنولي إليك بعض التطبيقات العملية عليه:

مقياس فنتوري: هو واحد من أهم وأبرز التطبيقات العملية لمعادلة برنولي، وفيه نقوم بقياس سرعة سائل كثافته ونعبر عنها بـ (ث)، وذلك لأن السائل يقوم بالمرور من أنبوبة أفقية، وتكون مساحة مقطعها مختلفة، وذلك لنقوم بتحديد فرق الضغط الذي يحدث في نقطتين نعلمهم جيدًا.

في هذه التجربة نقوم باستخدام جهاز المانومتر الزئبقي للقياس، ومن خلال حساب الفرق الذي يحدث في الضغط بين الفرق الذي يوجد في ارتفاع النقطتين، نعرف سرعة السائل بدقة.

المرذاذ: المرذاذ وجميع أنواعه تعمل بمبدأ معادلة برنولي، ففيه يتم نفخ الأنبوبة الأفقية بنسبة معينة من الهواء، وينتج عن هذا خروج بعض تيار الهواء من الفتحة التي توجد في الأنبوبة العمودية، والتي يكون في أسفلها السائل.

ينتج عن هذه العملية انخفاض الضغط الذي يوجد في داخل الأنبوبة، ويرتفع السائل في الأنبوبة ويصل إلى فواهة المرذاذ، وفي النهاية يتحول السائل إلى رذاذ.

ويمكن أن نقوم باستخدام هذا المرذاذ في الكثير من الأشياء مثل رش العطور أو رش المبيدات.

قوة رفع الطائرات من تطبيقات مبدأ برنولي

قد يستخدم مبدأ برنولي في عمل التصميمات التي تخص أجنحة الطائرات، وذلك لأن جناح الطائرة يتم تصميمه في شكل منحنى من الجزء العلوي ويكون على شكل مستقيم في الجزء السفلي.

ويتم تصميمه في هذا الشكل لكي يمر الهواء بكل سهولة على السطح الذي يكون بالأعلى، وبشكل أسرع من مرور الهواء في الجزء السفلي.

وهكذا يكون ضغط الهواء منخفض في الجزء العلوي، وسيكون أعلى في الجزء السفلي، مما ينتج عن ذلك رفع الطائرات.

في النهاية وبعد أن عرفنا ما هو مبدأ برنولي ؟ يجب أن نعرف أن هذا المبدأ يتم تطبيقه في العديد من الأبحاث العلمية التي تخص السوائل وحركتها، ويتم تدريس هذا المبدأ في معظم دول العالم على أنه أحد القوانين الرئيسية في مجال الفيزياء.