الأوعية المستطرقة ومبدأ السِّيفون

تُسمى الأوعية المستطرقة مجموعةً من الأوعية المتصلة ببعضها من أسفل، والتي تحتوي على سائل واحد. وعندما يكون السائل في حالة سكون، يستقر سطحه عند المستوى نفسه في جميع الأوعية، بغض النظر عن شكلها أو حجمها. وإذا أُضيفت كمية من السائل إلى أحد الأوعية، فإنها تتوزع بين جميع الأوعية حتى يستقر السائل عند مستوى جديد ومتساوٍ فيها جميعًا، بغض النظر عن موضع كل وعاء.

التمرين 5

إلى أي مستوى سيرتفع الماء في الوعاء الموجود على اليمين بعد فتح الصنبور؟

1. سيرتفع الماء إلى المستوى "a".

2. سيرتفع الماء إلى المستوى "b".

3. سيرتفع الماء إلى المستوى "c".

التحليل والإجابة

لا يمكن أن يتجاوز مستوى الماء المستوى "b"، لأن سطح السائل في الأوعية المستطرقة يستقر دائمًا عند المستوى نفسه في جميع الأوعية. وبمجرد أن يصل الماء إلى حافة الوعاء الأول، فلن يتمكن من الارتفاع إلى مستوى أعلى في الوعاء الآخر.

عند وضع سائل في أوعية متصلة ببعضها بعضًا، حتى وإن اختلفت أشكالها وأحجامها، فإن مستوى السائل يستقر عند الارتفاع نفسه في جميع الأوعية.
وقد أسهم جاليليو جاليلي، العالم الإيطالي في الفلك والرياضيات والفيزياء والهندسة، إسهامًا كبيرًا في تطوير علم الهيدروستاتيكا وميكانيكا الموائع. وفيما بعد، صاغ بليز باسكال، اعتمادًا على مبادئ الهيدروستاتيكا، قانون الأوعية المستطرقة، الذي ينص على أن السائل في الأوعية المتصلة يحافظ على المستوى نفسه في جميعها، بغض النظر عن شكلها أو حجمها.