Skip to main content
Global

14.1: مقدمة لميكانيكا الموائع

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    200178

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    تخيل نفسك تمشي على طول الشاطئ على الشاطئ الشرقي للولايات المتحدة. تنبعث من الهواء رائحة ملح البحر والشمس تدفئ جسمك. فجأة، يظهر تنبيه على هاتفك الخلوي. تحول منخفض استوائي إلى إعصار. انخفض الضغط الجوي إلى ما يقرب من 15٪ دون المتوسط. ونتيجة لذلك، يتوقع خبراء الأرصاد هطول أمطار غزيرة، ورياح تزيد سرعتها عن 100 ميل في الساعة، وأضرار بملايين الدولارات. بينما تستعد للإخلاء، تتساءل: كيف يمكن لمثل هذا الانخفاض الصغير في الضغط أن يؤدي إلى مثل هذا التغيير الحاد في الطقس؟

    الشكل الأيسر عبارة عن خريطة ضغط لإعصار آرثر وهو يسير عبر الساحل الشرقي. يشار إلى مركز الضغط المنخفض على أنه النقطة الزرقاء. الشكل الأيمن هو صورة فضائية لإعصار آرثر وهو يسافر عبر الساحل الشرقي للولايات المتحدة.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): تم استخدام خريطة الضغط هذه (على اليسار) وصورة القمر الصناعي (على اليمين) لنمذجة مسار وتأثير إعصار آرثر أثناء انتقاله عبر الساحل الشرقي للولايات المتحدة في يوليو 2014. تستخدم نماذج الكمبيوتر معادلات القوة والطاقة للتنبؤ بتطور أنماط الطقس. يدمج العلماء عدديًا هذه المعادلات التي تعتمد على الوقت، جنبًا إلى جنب مع ميزانيات الطاقة للطاقة الشمسية طويلة المدى وقصيرة الموجة، لنمذجة التغييرات في الغلاف الجوي. تم إنشاء خريطة الضغط على اليسار باستخدام نموذج أبحاث الطقس والتنبؤ المصمم في المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي. تمثل الألوان ارتفاع سطح الضغط الذي يبلغ 850 مليبار. (اليسار الأيسر: تعديل عمل المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي؛ الحق الائتماني: تعديل العمل من قبل شعبة الأرصاد الجوية البحرية في مونتيري التابعة للرابطة الوطنية للأرصاد الجوية، الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي)

    الضغط هو ظاهرة فيزيائية مسؤولة عن أكثر بكثير من مجرد الطقس. تؤدي التغييرات في الضغط إلى «فرقعة» الأذنين أثناء الإقلاع في الطائرة. يمكن أن تؤدي التغيرات في الضغط أيضًا إلى إصابة الغواصين باضطراب قاتل أحيانًا يُعرف باسم «الانحناءات»، والذي يحدث عندما يعود النيتروجين المذاب في مياه الجسم في أعماق قصوى إلى الحالة الغازية في الجسم مع ظهور سطح الغواص. يكمن الضغط في قلب ظاهرة تسمى الطفو، والتي تتسبب في ارتفاع بالونات الهواء الساخن وطفو السفن. قبل أن نفهم تمامًا الدور الذي يلعبه الضغط في هذه الظواهر، نحتاج إلى مناقشة حالات المادة ومفهوم الكثافة.