الرياضيات والهندسة

الطرق المتبعة من قبل المهندسين لقياس حجم الأشياء السائلة والصلبة

1997 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء الثامن

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

طرق قياس حجم الأشياء الصلبة طرق قياس حجم الأشياء السائلة الرياضيات والهندسة الهندسة

يُعرفُ حجم جسمٍ ما (أي شئٍ) بأنه مِقدارُ الحيّزِ الذي يشغَلُه الجسمُ، وتمثلُ الحجومُ بالمكعب.

والمكعبُ جسمٌ محاطٌ بستة أوجه مستوية، وله اثنتا عشرةَ حافةٍ (أو ضلعاً) كلُّها متساوية في الطول، وزوايا أوجهه كلها قوائم؛ فالمكعبُ الذي طولُ ضلعِهِ مترٌ واحد، حجمُهُ يُساوي مِتراً مكعباً واحداً.

فحجمُ صندوقٍ. على سبيلِ المثالِ، يُمكن قياسُهُ بالأمتار المكعبة أو السنتيميترات المكعبة؛ فإذا افترضنا أن أحدَ مُهندسي أجهزةِ التكييف أرادَ أن يحسِبَ حجم غرفةٍ على شكلِ متوازي مستطيلات (مثل صندوق)، وكان طولها (6) أمتار، وعرضها (4) أمتار، وارتفاع سقفها عن أرض الغرفةِ (3) أمتار..

يستطيع المهندسُ أن يملأ الغرفةِ بصناديقَ حجم كُلًّ منها مترٌ مكعب واحد، ثم يحسب حجم الغرفة بأن يُحصي عدد الصناديق التي تملؤها تماماً.. ولما كانتْ أرض الغرفة على شكل مستطيل طوله (6) أمتار وعرضه (4) أمتار.

 

فإن المهندسَ يحتاجُ إلى ستةِ صفوفٍ من الصناديق في كلّ صفٍ منها فيه أربعةُ صناديقَ، وذلك لكي يغطي أرض الغرفة بالصناديق؛ فمساحةُ أرض الغرفةِ هي (24) متراً مربعاً.

(مساحة المستطيل = طوله × عرضه ) ، وبذلكِ فإن المهندسَ يحتاجُ إلى (24) صندوقاً لكيّ يغطي أرضَ الغرفة.

ولما كان ارتفاع ُ سقفِ الغرفةِ (3) أمتار، لذلك يحتاجُ المهندسُ إلى ثلاثةِ مستوياتٍ من الصناديقِ الموضوعةِ فوقِ بعضِها بعضاً، بحيث أن كلَ مستوى منها يحوي (24) صندوقاً، وذلك لكيّ يملأ الغرفةَ تماماً بالصناديق؛ أيّ أنّه سيستخدمُ (72) (أي 24×3) صندوقاً، وعلى ذلك فإنَّ حجمَ الغرفةِ هو (72) متراً مكعباً.

 

وهناك طرقٌ عّدة لقياس حجم شيء ما، ويَعتمدُ ذلك على شكل ذلك الشيء، وكذلك على كونِهِ صلباً أم سائلاً.

فمن المثال السابق نستنتجُ أنّ حجم متوازي المستطيلات (المجسّم القائم) يُمكننا أن نجده بضربِ كُلّ من طولِهِ في عرضِهِ في ارتفاعهِ.

حجم متوازي المستطيلات = طولُهُ × عرضِهِ × ارتفاعه

ولذلك فالمتر المكعبُ الواحدُ يساوي 1000000 سنتيمتر مكعب، (حيثُ إن المترَ يساوي 100 سنتيمتر).

وهناك صيغٌ رياضيةٌ عديدة يمكنُ عن طريقها إيجاد أحجام الأنواع المختلفةِ للأجسامِ المختلفةِ، كالأسطوانةِ والكرةِ والمخروط…

 

فحجمُ الاسطوانةِ مثلاً يمكنُ إيجادُه بضربِ مساحة قاعدتِها في ارتفاعها

حجمُ الاسطوانةِ = ط نق2 ع

حيث: (ط) هي النسبة التقريبية بين محيط الدائرة وقُطرِها، وهي تساوي تقريبا 3,1416، (نق) هي نصفُ قُطر الاسطوانة، (ع) هي ارتفاع الاسطوانة.

وقاعدةُ الاسطوانةِ هي دائرةٌ يتمّ إيجادُ مساحتها بضرْبِ النسبة التقريبية (ط) في مربع نصف قطر هذه الدائرة (مساحة الدائرة = ط نق2)، وبضربِ مساحةِ القاعدةِ في ارتفاع الاسطوانة نحصُل على حجم الاسطوانةِ.

 

أما السوائلُ، فعادةً يتمّ إيجاد أحجامِها باستخدام مخابير (أوعية) مدرجة خاصة. وفي النظام المتري، وهوَ الأكثرُ شيوعاً، يتمُّ قياسُ أحجام السوائلِ باللترِ والملّيلترِ، حيث أن اللّتر يُساوي 1000 ملّيلتر.

ومن أهم استخدامات قياس الحجم تحديدُ السعةِ ( حجم  المادة) التي يمكن أن يَحويها وعاءُ أو مكان ما. فالعديدُ من المُنتجاتِ يتمُ بيعَها بوحداتِ السعة، فاللبنُ مثلاً يُباعُ باللتر.

ومع أنَ هذه الوحدات للسِّعة لا تستخدمُ كلمةَ «مكعب»، إلا أنها تعتمدُ على قياسِ عددِ الوحداتِ المكعبةِ التي تحويها، ، واللترُ يحتوي على 1000 سنتيمتر مكعب (أو ملّيلتر) وهكذا.

مجلة العلوم
‫‪لماذا تُسبب السمنةُ تفاقمَ مرض كوفيد-19؟
غطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر ومؤسسة هيسينغ-سيمونز Pulitzer Center.
بقلم:     ميريديث وادمان
ترجمة:  مي بورسلي
 
في ربيع هذا العام، بعد أيام من ظهور أعراض تشبه أعراض الإنفلونزا والحمى، وصل رجل إلى غرفة الطوارئ في المركز الطبي بجامعة فيرمونت Vermont Medical Center. كان شابا، في أواخر الثلاثينات من عمره، وكان يعشق زوجته وأطفاله الصغار. وكان يتمتع بصحة جيدة، وقد كرّس ساعات لا نهاية لها في إدارة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الفيروس التاجي يثير التخمينات حول موسم الإنفلونزا
قلم:    كيلي سيرفيك
ترجمة: مي بورسلي
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر  Pulitzer Center ومؤسسة هايسنغ-سيمونز  Heising-Simons Foundation.
في شهر مارس 2020، بينما كان نصف الكرة الجنوبي يستعد لموسم الإنفلونزا الشتوي أثناء محاربة مرض كوفيد-19 COVID-19، وضعت شيريل كوهين Cheryl Cohen -عالمة الأوبئة، وزملاؤها في المعهد الوطني للأمراض المعدية National Institute for Communicable Diseases بجنوب إفريقيا اختصار: ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لقاح أكسفورد آمن ويحفز على الاستجابة المناعية
قلم:    كلير ويلسون، جيسيكا هامزيلو، آدم فوغان، كونارد كويلتي-هاربر، ليلى ليفربول
ترجمة: مي منصور بورسلي
آخر أخبار فيروس كورونا حتى 20 يوليو 2020 الساعة 5 مساء
 
لقاح أكسفورد المرشح للتطعيم ضد الفيروس التاجي يبدو آمنًا ويحفز على الاستجابة المناعية
اللقاح ضد الفيروس التاجي Coronavirus الذي طورته جامعة أكسفورد University of Oxford بالتعاون مع شركة الأدوية آسترازينيكا AstraZeneca آمنٌ وينشط الاستجابة المناعية لدى الأشخاص، ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪بدء تجارب لإيجاد سلاح جديد ضد داء باركنسون: الضوء
قلم:     جنجان سينها
ترجمة:  مي بورسلي
   قد يساعد العلاج بالضوء Light therapy على تحسين الحالة المزاجية والتئام الجروح وتقوية جهاز المناعة. لكن، هل يمكنه تحسين أعراض داء باركنسون Parkinson’s disease أيضًا؟ تجربة هي الأولى من نوعها من المقرر إطلاقها في خريف 2020 بفرنسا، تهدف إلى معرفة ذلك. ففي سبعة مرضى سينقل كابل الألياف البصرية Fiber optic cable المزروع في أدمغتهم نبضاتٍ من ضوء الأشعة القريبة من تحت الحمراء Near infrared pulses ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪مهمة فوياجر والنقطة الزرقاء الباهتة: كيف التُقطت الصورة الأكثر شهرة في العلم
لدكتور ستيوارت كلارك عالم الفلك وعلم الكونيات
يسمونها النقطة الزرقاء الباهتة Pale Blue Dot. قد تكون واحدة من الصور الأقل إثارة للدهشة التي يُحتمل أنك شاهدتها، لكن في الوقت نفسه، ربما تكون الأكثر أهمية. والشيء الوحيد ذو الأهمية حقيقةً في الصورة هو بكسل أزرق واحد باهت. ومع ذلك، فإن الضوء الملتقط في ذلك البكسل يأتي من الأرض. إنه ما يبدو عليه كوكبنا كله من مسافة نحو ستة بلايين كم أربعة بلايين ميل. وقد ألهمت عالم الكواكب الشهير كارل ساغان Carl ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪زراعة تريليون شجرة ربما ليست فكرةً جيدة
طلق المنتدى الاقتصادي العالمي في شهر فبراير 2020 مبادرة عالمية جديدة هدفها زراعة واستصلاح وصيانة تريليون شجرة حول العالم. وتهدف الخطة التي سُميت 1t.org التي حصلت في دافوس على تأييد الرئيس الأمريكي دونالد ترامب Donald Trump واختصاصية علم الرئيسيات جين غودال Jane Goodall، إلى بدء عملية كثيفة لاستصلاح الطبيعة لحماية التنوع البيولوجي ومكافحة تغير المناخ. وفي بيان، قال مارك بينيوف Marc Benioff، الرئيس التنفيذي لشركة البرمجيات سيْلزفورس Salesforce ... (قراءة المقال)