مجلة الغواصون العرب

جديد المقالات



page visitor counter

جديد الصور

جديد الفيديو

المتواجدون الآن


تغذيات RSS

المقالات
علوم الغوص
مختصر فزياء الغوص
مختصر فزياء الغوص
07-15-2014 02:54


مقدمة
إن مجرد كلمة فيزياء يكفي عادة لأن يبعث الخوف في معظم الناس ولكن بالرغم من ذلك عندم تكون تلك العبارة متصلة بالغوص فإنها تشير ببساطة إلى ظاهرتين اساسيتين :
1- كيفية تأثير الطاقة (كالصوت والضوء والطفو ) تحت الماء
2- كيفية تأثير المواد – وخاصة الغازات – في بيئة بها ضغط عال

فكلا الظاهرتين هامتان لفهم العالم تحت المائي وكيفية تأثرنا به فإذا درسنا فيزياء الغوص اصبح من السهل علينا معرفة والتأقلم على البيئة المحيطة بنا والتعامل معها بالمعرفة بعد دراسة الفيزياء تستطيع تفسير أو تحليل الكثير من الظواهر الطبيعية في الغوص .

إن أهم علاقة يجب أن تفهمها جيدا هي العلاقة ما بين الضغط و الحجم و الكثافة وعلاقتها في الغوص .

الرؤية

ينتج الانكسار عن طريق تحرك الضوء بسرعة مختلفة بينما يمر خلال مواد مختلفة فتتغير السرعة التي يتحرك بها الضوء عند عبور مواد شفافة لها كثافات مختلفة ويتسبب هذا التغير فـي السرعة فـي انكسار مجموعة الضوء

لذلك عند النظر للأشياء تحت الماء فإنها تظهر أكبر من حجمها الفعلي بحوال 25 % فالضوء الذي يعبر خلال وسط مائي ينكسر أو ينحني وذلك يكون مماثل لشئ ينظر إليه تحت عدسة مكبرة .

الإنعكاس البصري

الإنعكاس البصري يشير إلـــى ان الشئ يميل لأن يظهر أبعد مـــــن المسافة الحقيقية لأن ظاهرة الإنعكاس البصري مسألة شعور بشري أكثر منها مسألة فيزيائية وذلك نتيجة عدم وجود الدلائل البصرية المألوفة الأخرى التي تعودنا على رؤيتها على السطح .

وجد العلماء ان هناك عوامل تؤثر على ظاهرة الإنعكاس البصري وهو العكر أو تعكير الماء ومن الواضح أنه واحد من العوامل الأساسية .

الصوت

يتحرك الصوت في الماء حوالي 4 مرات أسرع مما يفعل في الهواء .

يجد الغواصون صعوبة في تحديد اتجاه الصوت تحت الماء بسبب أنه ليس هناك مهلة كافية بين وصول الصوت إلى اذن قبل الأخرى . فإن العقل البشري لا يقدر على استيعاب تأخير وصول الصوت بين أذن وأخرى بسسب السرعة الزائدة للصوت تحت الماء فيقوم المخ بترجمة أن الصوت يأتي من جميع الأتجاهات بالتساوي . ولذلك نجد أن مصدر الصوت لا يمكن تحديده جيدا .

الكثافة

هي مدى تقارب الجزيئات بعضها مع بعض ،مثال (إن كثافة الماء أعلى أو اكبر من كثافة البخار بمقدار 100 مرة) أي أن جزيئات الماء متقاربة مع بعضها اكثر بــ 100مرة، من تقارب جزيئات البخار مع بعضها.


الضغط الجوي

هو وزن عمود الهواء من ساحل البحر إلى نهاية الغلاف الجوي الواقع علينا ومقداره ضغط جوي واحد، على ساحل البحر يقل الضغط الجوي تدريجياً كلما صعدنا إلى الأعلى مثال (وزن عمود الهواء على قمم الجبال اقل ضغطاً منه على ساحل البحر) و يزداد الضغط الجوي بمعدل كبير تحت الماء بسبب) كثافة الماء العالية) بمقدار ضغط جوي واحد كل 10 أمتار أو كل 33 قدم تحت الماء.ويصبح إجمالي الضغط على عمق 10متر أو 33قدم (2 ضغط جوي( بعد إضافة مقدار الضغط الجوي.

في حالة ازدياد الضغط ( الغوص للقاع ):

أننا نعيش تحت الضغط الجوى هذا الضغط ناتج من وزن عمود هواء الغلاف الجوى،لكن لا نشعر بهذا الضغط إلا إذا صعدنا مرتفعات عالية أو إذا هبطنا من هذه المرتفعات، في هذه الحالة سوف نشعر بتخلخل بمقدار الضغط (فقط في الفراغان الهوائية التي في أجسامنا) خاصة في منطقة الأذن. يزداد إحساسك بالضغط والألم إذا قمت بالغطس في المسبح و محاولتك لمس قاع المسبح. كما نعلم أن كثافة الماء أعلى من كثافة الهواء بــ 800 مرة ،فان الإحساس باختلاف الضغط سوف يكون كبير جداً أي كل ما يزداد الضغط كلما يقل حجم الفراغ الهوائي الموجود في الأذن مما يؤدي إلى شعورك بالألم.

ولتفادي وتجنب الإحساس بالضغط في أذنيك يجب عليك القيام بعملية معادلة الضغط وذلك بقفل الأنف بيدك ثم محاولة إخراج هواء (بلطف وليس بقوة) من الأنف وهو مقفل، إن هذه الطريقة تسمى عند الغواصين (عملية المعادلة) تتم هذه الطريقه اثنا النزول فقط إلى قاع المسبح آي (أثناء ازدياد الضغط الواقع عليك).

في حالة تناقص الضغط (الصعود للسطح) :

أثناء الغوص بالمعدات فان الرئة تبقى بحجمها الطبيعي مملئه بالهواء ، سوف يتمدد هذا الهواء في حالة الصعود إلى السطح، إذاً تنفست بطريقة عادية أثناء الصعود إلى السطح سوف تبقى الرئة بحجمها الطبيعي دون أي تغيير.أما إذا حبست نفسك ولم تسمح للهواء المتمدد بالرئة بالخروج فسوف يحدث للرئة تمزق وتهتك بفعل الهواء الزائد.تعتبر من أسوء إصابات الغوص إن حدثت.

الانعصار أو الانضغاط

إذا حاولت النزول إلى قاع المسبح بدون أن تعمل معادلة الضغط سوف تشعر بالألم هذه الألم ناتج من عملية انعصار أو انضغاط للفراغ الهوائي.

كلما ازداد الضغط كلما قل حجم الفراغات الهوائية, إن بجسم الإنسان ممرات أو قنوات يمكن عــن طريقها معادلة الضغط الواقع علية، مثل (قناة استاكيوس) هذهالقناة تربط فراغ الأذن الوسطى بالحلق، عندما تنفخ مع قفل الأنف فان الهواء يندفع عبر هذه القناة إلى الأذن الوسطى ليعيد حجم الفراغ إلى طبيعته ويلغي عملية الانعصار والشعور بالألم.


لماذا يكون الماء أقدر على تبديد حرارة الجسم اسرع من الهواء ؟؟؟ ( هام جداً )

إن الماء أقــدر على توصيل الحرارة بكفاءة أكثر مـــن الهواء لأن الماء أكثر كثافة مـن الهواء فيوصل الماء الحرارة بكفاءة أكثر من الهواء لأن جزيئات الماء أقرب إلى بعضها ويجعل ذلك أسهل في توصيل الحرارة وبالإضافة إلى ذلك فإن طبيعة جزئ الماء الناتجة عن وصلات الهيدروجين فتمكن الماء من امتصاص حرارة أكثر مما تقدر عليه سوائل أخرى .

بينما قدرة الماء على توصيل الحرارة حوالي 20 مرة أسرع من الهواء فإن ذلك هوسبب أن الغواصين تحت الماء يشعرون بالبرودة بسرعة جدا .


لماذا ينتقل الصوت في الماء اسرع مما ينتقل في الهواء ( مهم جداً)


تحتوي موجات الضوء على طاقة كهرومغناطيسية بينما تتكون موجان الصوت مــن طاقة سمعية فالضوء شكل من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية والتي تظهر لنا فإن اشكالها كالأشعة الكونية وأشعة x لا تظهر لنا أما الصوت فيتسبب عندما شئ ما في تحريك سلسلة من الاهتزازات التي تقوم بتكوين طاقة سمعية التي تنتقل ونشعر بها .

ما تأثير كثافة ومرونة وسط ما على توصيل الصوت ؟ فكلما كان الوسط أكثر كثافة وأكثر مرونة كلما كان توصيل الصوت أفضل ينتج الصوت عن اهتزازات وإن الهواء لا يمكنه توصيل الاهتزازات بكفاءة ولذلك لايؤول الصوت أن ينتقل جيدا في الهواء .
فجزيئات تلك الاوساط تكون اقرب لبعضها من جزيئات الهواء وهو ما يجعله من الاسهل لها ان تنقل الاهتزازات .

لماذا لا يقدر الانسان على الكلام في تلك البيئة ؟
إن الاحبال الصوتية لابد من ان تعمل في بيئة هوائية .


الضغط الكلي و المحيط و المقياس

الضغط الكلي : هو مجموع كل من الضغط الذي يسببه العمود المائي والضغط الذي يسببه الجو .

الضغط المحيط : هو الضغط الذي يحيط بالشئ فإنه يعني نفس الشئ كالضغط الكلي .

ضغط المقياس : ضغط المقياس يتجاهل الضغط الجوي مثل مقياس الاعماق فهو الضغط الذي يسببه عمود الهواء .

ونتناول الان بعض قوانين الغوص تطبيقاً على الكلام السابق وهي مهمة جدا جدا جدا للغواصين وتعرف ايضاً بقوانين الغازات


قانون بويل

عند درجة حرارة ثابتة فإن حجم غاز معين يتناسب عكسيا مع الضغط الكلي الواقع على هذا الغاز

بمعنى إذا زاد الضغط على الغاز إلى الضعف . نقص حجمه الاصلي مع ثبات الحرارة


قانون دالتون

في خليط من الغازات كل غاز منها له ضغط نسبي يتناسب مع كمية الغاز الموجودة في الخليط .

بمعنى أنه عادة الهواء فوق السطح مكون من خليط (79% نيتروجين و21%أكسجين ) عند 1ض.ج إذن الضغط النسبي لكل غاز (النيتروجين 0.79ض.ج – الاكسجين 0.21ض.ج )فلو تضاعف الضغط الجوي فبالتالي يتضاعف الضغط النسبي للغازات ايضا

أهمية هذا القانون هي ان التأثير الفسيولوجي لاي غاز على الجسد يرتبط بالضغط النسبي لهذا الغاز .


قانون هنري

كمية الغاز التي تذوب في سائل معين تتناسب تناسبا طرديا مع الضغط النسبي لهذا الغاز

بمعنى عندما يصعد الغواص إلى السطح فإن كمية الغاز القابلة للذوبان في دمه تقل لذلك فهناك كمية من الغاز سوف تغادر حالة الذوبان في الدم لتخرج إلى الهواء ثانيا أي الصعود بسرعة فإن الغاز يجب أن يترك الدم بسرعة (مثلما يحدث عندما نفتح زجاجة المياه الغازية فجأة )



قانون شارلز

عند ثبات الضغط فإن حجم أي غاز يتناسب طرديا مع درجة الحرارة .

هذا القانون يقول لنا أنه لو زادت درجة الحرارة فإنه يجب على ضغط الغاز او حجمه ان يزداد والعكس يحدث اذا قلت درجة الحرارة .
مثال : أنبوبة الغوص المملوءة بالهواء ومعرضة لسخونة زائدة فإن حجمها لا يتغير لأنه صلب وينتج عن ذلك ازدياد الضغط في الانبوبة فإذا ازدات عن (200) ض.ج فينتج عن ذلك انفجار الانبوبه .

قاعدة ارشميدس

إذا غمر جسم ما في سائل فإن الجسم يلاقي قوة دفع من أسفل إلى أعلى تساوي وزن الماء المزاح و تعادل حجم الجسم .

تعليقات 0 | إهداء 0 | زيارات 1124



خدمات المحتوى
  • مواقع النشر :
  • أضف محتوى في GOOGLE
  • أضف محتوى في ADFY


شبكة الغواصون العرب
شبكة الغواصون العرب

تقييم
1.00/10 (8 صوت)


Powered by Dimofinf cms Version 3.0.0
Copyright© Dimensions Of Information Inc.