آخر تحديث: 2026-06-15

الضغط الهيدروستاتيكي

انزل إلى قاع حوض السباحة وستشعر بضغط الماء فوقك. هذا الضغط هو الضغط الهيدروستاتيكي — الضغط الذي يمارسه المائع بسبب وزنه الذاتي. يزداد تدريجياً مع العمق، وعند أي نقطة يعتمد فقط على عمقك وكثافة المائع والجاذبية: $P = \rho g h$. تحسب هذه الأداة ضغط المقياس من عمود المائع، والضغط المطلق حين يُضاف إليه ضغط السطح.

لماذا يزداد الضغط مع العمق

كل طبقة من المائع تحمل وزن جميع الطبقات التي فوقها. كلما توغّلت إلى أعمق زاد وزن المائع فوقك، فزاد الضغط. وبما أن المائع ينقل الضغط بالتساوي في جميع الاتجاهات، فإن النتيجة تعتمد على العمق الرأسي فقط — لا على شكل الوعاء ولا على كمية المائع الإجمالية. أنبوب عمودي رفيع وخزّان واسع ممتلئان إلى الارتفاع ذاته يمارسان ضبطاً ضغطاً متساوياً في القاع.

المعادلة

يُقاس ضغط المقياس نسبةً إلى السطح؛ ويُضاف إليه ضغط السطح $P_0$ للحصول على الضغط المطلق، وهو في الغالب ضغط جوي واحد ($101\,325\ \text{Pa}$) لوعاء مفتوح.

مثال تطبيقي

كم يبلغ ضغط الماء على غواص عمقه 10 م في بحيرة ماء عذب (كثافة 1000 كغ/م³)؟

هذا هو ضغط المقياس — ما يقارب ضغطاً جوياً إضافياً واحداً. بإضافة الضغط الجوي الواقع على السطح نحصل على ضغط مطلق يبلغ نحو $101\,325 + 98\,067 = 199\,392\ \text{Pa}$، أي ما يقارب ضغطين جويين. هذه هي القاعدة التقريبية المعروفة: كل 10 أمتار تحت الماء تزيد الضغط الكلي تقريباً بمقدار ضغط جوي واحد.

ضغط المقياس والضغط المطلق

ضغط المقياس هو ما تقيسه نسبةً إلى الهواء المحيط، فيكون صفراً عند السطح المفتوح. أما الضغط المطلق فيُقاس نسبةً إلى الفراغ التام، فيبلغ عند السطح قيمة الضغط الجوي. أيهما تحتاج يعتمد على المسألة: الطفو وقياسات العمق تعمل بضغط المقياس، بينما تحتاج قوانين الغازات وكل ما يتعلق بالأوعية المحكمة أو الفراغية إلى الضغط المطلق. تعطيك الحاسبة كليهما.

القيود

تفترض المعادلة مائعاً وحيداً ذا كثافة ثابتة في حالة سكون. هذا مناسب جداً للسوائل على أعماق اعتيادية، لكن الغازات تتضغط ويخفّ كثافة الغلاف الجوي مع الارتفاع، لذا فإن $P = \rho g h$ يُقدّر فقط تقريبياً الضغط الجوي على تغيرات ارتفاع صغيرة. في أعماق المحيطات تزيد كثافة الماء قليلاً تحت الضغط، فتكون الضغوط الفعلية أعلى قليلاً من هذا التقدير. لا يأخذ النموذج في الحسبان أي حركة للمائع.