1. نبدأ ببيان المشكلة: لدينا جبل ارتفاعه $5.3$ كيلومتر (أي $5300$ متر) وقراءة الضغط عند سطح البحر $0.75$ متر زئبق (Hg). نريد حساب الضغط عند قمة الجبل.
2. المعطيات:
- ارتفاع الجبل $h = 5300$ متر
- كثافة الهواء $\rho_{\text{هواء}} = 1.2$ كجم/م³
- كثافة الزئبق $\rho_{\text{زئبق}} = 13600$ كجم/م³
- الضغط عند سطح البحر بالزئبق $P_0 = 0.75$ متر زئبق
3. نستخدم قانون الضغط الجوي المتغير مع الارتفاع:
$$P = P_0 - \rho_{\text{هواء}} g h$$
حيث $g = 9.8$ م/ث² تسارع الجاذبية الأرضية.
4. أولاً نحول الضغط من متر زئبق إلى باسكال (نيوتن/م²):
الضغط الناتج عن عمود الزئبق:
$$P_0 = \rho_{\text{زئبق}} g h_{\text{زئبق}} = 13600 \times 9.8 \times 0.75$$
5. نحسب الضغط عند سطح البحر:
$$P_0 = 13600 \times 9.8 \times 0.75 = 99960 \text{ باسكال}$$
6. نحسب نقصان الضغط بسبب ارتفاع الجبل:
$$\Delta P = \rho_{\text{هواء}} g h = 1.2 \times 9.8 \times 5300 = 62328 \text{ باسكال}$$
7. نحسب الضغط عند قمة الجبل:
$$P = P_0 - \Delta P = 99960 - 62328 = 37632 \text{ باسكال}$$
8. نحول الضغط عند القمة إلى متر زئبق:
$$h_{\text{زئبق}} = \frac{P}{\rho_{\text{زئبق}} g} = \frac{37632}{13600 \times 9.8}$$
9. تبسيط الكسر مع إلغاء العوامل المشتركة:
$$h_{\text{زئبق}} = \frac{\cancel{37632}}{\cancel{13600} \times 9.8} = 0.282 \text{ متر زئبق}$$
10. إذن، الضغط عند قمة الجبل يساوي تقريباً $0.28$ متر زئبق.
النتيجة النهائية: الضغط عند قمة الجبل هو $0.28$ متر زئبق.
ضغط الجبل 1E4346
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.