لماذا تطفو السفينة بينما يغوص المسمار ؟ إن خاصية الطفو هي ظاهرة تبين حركة الأجسام داخل السوائل لأعلى عندما يكون محيطها أعلى منها، كذلك فإن ظاهرة الأجسام الطافية تعتمد بصورة رئيسية على كثافة الأجسام، فإذا كنت، عزيزي القارئ، تبحث عن إجابة للسؤال: لماذا تطفو السفينة بينما يغرق الظفر؟ عليك أن تتابع مقالتنا اليوم حيث سنزودك بالإجابة من خلال سطورنا التالية. يعتمد التحليل على قوة الطفو. المواد التي تطفو على سطح السائل لها كثافة أقل من كثافة السائل، بينما المواد ذات الكثافة العالية تغرق في السائل. مثال على ذلك هو النفط عندما يدخل الماء. يطفو على سطحه لأن كثافته أقل من كثافة الماء، والآن لنكتشف إجابة سؤالك اليوم من خلال ما يلي:
لماذا تطفو السفينة بينما يغوص المسمار ؟
لقد تم تصميم جسم السفينه بشكل متناسب بحيث يزيح مقداراً كبيراً من الماء، كذلك لو كانت نفس كمية الحديد التي تم صنع السفينة منها ولم تكن مصممة على شكل حوض كبير لغاصت في الماء كالمسمار. فإن قاعدة الطفو تكون كالتالي: اذا تم وضع جسم في الماء فإنه يواجه دفعاً من أسفل إلى أعلى ليعادل وزن كمية الماء التي يزيحها.
- س: لماذا تطفو السفن على الماء بينما يغرق مسمار؟
- ج / تطفو السفينة فوق سطح الماء لأنها مجوفة من الداخل وبالتالي حجمها كبير مقارنة بالبرغي، لذا فإن كمية المياه المزاحة تصبح كبيرة، وفي نظرية الطفو كلما زاد حجم إزاحة الماء، كلما زاد الدفع وبالتالي تطفو السفينة فوق سطح الماء بينما يغرق المسمار في الماء بسبب نقص كثافته.
كيف تؤثر الكثافة في قدرة الجسم على الطفو؟
لنتعرف على تأثير الكثافة على قدرة الجسم على الطفو، علينا التعرف على أن الكثافة هي إحدى الخصائص الفيزيائية للمادة، وهي تعبر عن العلاقة بين حجم الجسم وكتلته. كلما زادت كثافة الجسم، زادت كتلته. يتضح من هذا أن العلاقة بين الكثافة والكتلة علاقة مباشرة.
- تتأثر كثافة الجسم بعدة عوامل مثل الضغط ودرجة الحرارة. تتسبب الحرارة في تمدد الأجسام وإضعاف قوة جزيئاتها، ومن ثم تقل كثافة الجسم. عندما يزداد الضغط تتقلص كتلة الجسم، وبالتالي تزداد قوة الترابط بين جزيئاته، وبالتالي تزداد كثافته. لهذا السبب، يستخدم الباحثون والخبراء معايير محددة لقياس الكثافة.
- ترتبط كثافة الجسم بطبيعته الفيزيائية. في معظم الأوقات، نجد أن المواد منخفضة الكثافة تكون عادةً في الحالة الغازية، بينما المواد ذات الكثافة المتوسطة هي في الغالب مواد سائلة، بينما توجد المواد الصلبة عادةً بكثافة كبيرة.
- ترتبط الكثافة بعاملين رئيسيين، هما الكتلة والحجم. الكتلة هي كمية المادة في الجسم، ووحدة قياسها g أو kg، وتقاس بالميزانين باستخدام راحتي اليد.
علاقة كثافة الجسم وقدرته على الطفو
من خلال السطور التالية في تلك الفقرة يمكننا التعرف على أن هناك علاقات بين كثافة الجسم وقدرته على الطفو فوق سطح الماء. هذه العلاقات سنتحدث عنها من خلال الأسطر التالية:
- إذا كان وزن الجسم أكبر من وزن الماء المُزاح فإنه سوف يغطس بطريقة مجوفة في الماء، فتكون الكتلة مساوية للمادة والهواء الذي يحتويه، ولن يطفو الجسم عليه. السطح.
- إذا كان وزن الجسم أقل من وزن الماء، فإن كثافة الجسم تصبح أقل من كثافة الماء، ثم يطفو الجسم حتى يصبح مساوياً لوزن الماء المزاح.
مما سبق يتضح أن العلاقة بين الكثافة والطفو هي علاقة عكسية، فكلما انخفضت كثافة الجسم، زادت قدرته على الطفو. وتجدر الإشارة إلى أن الأجسام الصلبة تنقسم إلى أجسام مجوفة وأجسام صلبة، وتطفو الأجسام الصلبة فوق سطح الماء إذا كانت كثافتها أقل من كثافة الماء، وتغمر في الماء إذا تجاوزت كثافتها كثافة الماء مثل قطعة من الحديد. أما الأجسام المجوفة مثل النخل، فإن كثافتها الكلية إذا تجاوزت كثافة الماء ستغرق فيها، أما إذا كانت أقل من كثافة الماء فإنها تطفو فوق السطح.
ما هي قوة الطفو؟
لنتمكن من معرفة ما هي قوة الطفو يجب علينا أولا أن نعرف بأن أول من درس طفو الأشياء وانغماسها في السوائل هو عالم أرخميدس، ويُنسب إليه الفضل في بناء وسائل النقل البحري. اعتمد مؤسسو السفن على حكم أرخميدس في البناء. تمثل قوة الطفو وزن الجسم في السائل مطروحًا منه وزنه في الهواء، والذي يساوي وزن السائل المزاح. .
قوة الطفو هي المحدد الرئيسي لانغماس الجسم أو طفوه على سطح السائل. إذا كانت قوة الطفو أقل من الوزن، فسيتم غمر الجسم في الماء، مثل قطعة من الحديد، أما إذا كانت قوة الطفو أكبر من الوزن، فسيطفو الجسم، بينما في حالة تساوي الوزن مع الطفو القوة ستثبت الجسم معلق بين القاع والسطح مثل الغواصات.
حكم أرخميدس للأجساد والطفو
بما ان العالم أرخميدس هو أول من درس طفو الأشياء فإن لديه حكم للأجسام والطفو، لذلك يقول أرخميدس أن الجسم يطفو على سطح سائل إذا كان وزن الجسم المغمور يساوي وزن السائل المزاح.
- يعتمد الطفو على نوع المادة التي يتكون منها الجسم أيضًا. إذا كان الجسم مصنوعًا من الحديد، على سبيل المثال، فسيؤدي ذلك إلى غرقه. إذا كانت مصنوعة من مادة ذات كثافة عالية، ولكنها تحتوي على مساحة من الهواء المحبوس، في هذه الحالة سوف تطفو فوق سطح الماء.
لقد قدمنا لك إجابة مفصلة على السؤال لماذا تطفو السفينة بينما يغرق الظفر؟ بهذا نصل نحن وأنت متابعينا الكرام إلى ختام حديثنا. نتمنى أن نكون قد تمكنا من إمدادك بشرح وافٍ لاستفسارك اليوم يحقق الفائدة المرجوة لك ويمنعك من مواصلة البحث، ونراكم في مقال آخر من متجر المعلومات.