ما رأيك في قوة الدفع عندما يطفو جسم ما على سطح الماء، فهناك بعض الأشياء التي تطفو على الماء عند سقوطها فيه، وفقًا لمجموعة من العوامل التي تؤدي إلى طفو الجسم أو غرقه، ومن أشهرها الأشياء التي تطفو على الماء هي خشب.
هذا لأن كثافة الخشب أقل من كثافة الماء، وهو جسم مادي يتم حسابه بطريقة معينة، وفي مقال اليوم سنتعرف على هذه الطريقة والقوة الشديدة التي تسبب الطفو.
تعريف الطفو
- يمكن تعريف الطفو على أنه الظاهرة المتعلقة بحركة أجسام معينة من خلال أنواع مختلفة من السوائل مثل الغازات والسوائل.
- تكون هذه الحركة دائمًا في الاتجاه الصعودي، عندما تكون الكثافة المحيطة أقل من ذلك.
- من أهم الأشياء التي تطفو دائمًا على الماء الخشب والزيت، وتعرف القوة التي تؤثر على طفو الأشياء بقوة الماء على الجسم.
- قوة الطفو هي الفرق بين الوزن الفعلي لجسم ما عندما يكون خاليًا تمامًا من أي سائل، ووزنه الظاهري بالوسط السائل الذي يحيط به.
- يقاس الوزن الحقيقي للجسم بضرب كتلة الجسم في تسارع الجاذبية.
- وضع العالم أرخميدس قاعدة خاصة للأجسام العائمة، وهي كالتالي: إذا طاف الجسم على سطح سائل، فإن وزن الجسم المغمور بالمياه يساوي وزن المادة المفقودة.
انظر أيضًا: كم عدد سندات pi الموجودة في السندات الثلاثية
تعريف الكثافة
- يمكن تعريف الكثافة على أنها نسبة الحجم إلى الكتلة، أو ككتلة لكل وحدة حجم.
- وهو أيضًا مقياس لكمية المادة الموجودة في كائن ما في وحدة حجم، المتر المكعب.
- تعتبر الكثافة أيضًا مقياسًا لدرجة التماسك بين المادة، وكان العالم اليوناني أرخميدس أول من اكتشف مبدأ الكثافة.
- يمكن أيضًا اعتبار الكثافة كواحدة من الخصائص المميزة للمادة.
- وخير مثال على ذلك أن هناك صندوقًا يحتوي على حديد ويبلغ حجمه مترًا مكعبًا.
- في الوقت نفسه، لا يساوي هذا الصندوق وزن صندوق آخر يحتوي على قطن يزن أيضًا مترًا مكعبًا.
- على الرغم من أن الصندوقين من نفس الحجم، إلا أن الحديد له كثافة أعلى من القطن.
- مما ينتج عنه وزن أكبر للصندوق الفولاذي من الصندوق القطني.
- لذلك، يمكن القول أن الاعتماد الرئيسي على طفو الكائنات هو الكثافة.
- يرتبط طفو الأجسام المختلفة على سطح الماء ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة وكذلك الضغط الذي يؤثر عليها.
- تتحكم الكثافة أيضًا في طبيعة المادة، وفي الحالات التي تزداد فيها الكثافة نرى أن المادة في حالة صلبة.
- في حالات الكثافة المتوسطة نرى أن المادة في حالة سائلة.
- إذا كانت الكثافة منخفضة، فإننا نرى المادة في الحالة الغازية.
قد تكون مهتمًا بـ: ماذا يحدث لعدد الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي؟
العلاقة بين الطفو والكثافة
- إذا كان وزن الجسم أقل من وزن الماء المزاح وله نفس حجم الجسم إذا كان مغمورًا بالكامل في الماء.
- في هذه الحالة تكون كثافة الماء أعلى من كثافة الجسم.
- لذلك، سيبقى ذلك الجسم عائمًا في الماء حتى يتساوى وزن الماء المفقود مع وزن الجسم.
- في حالة زيادة وزن الجسم عن وزن المجفف عند غمره بالكامل في الماء كما في حالة النحاس.
- في هذه الحالة، يغرق تحت الماء، وهناك حالات لا يمكن أن يقع فيها النحاس تحت الماء.
- إنه عندما يتم تفريغه من الداخل، مما يساعد على الاحتفاظ بكمية كافية من الهواء.
- حيث تشتمل كثافة الجسم في هذه الحالة على النحاس والهواء بداخله، مما يؤدي إلى زيادة كثافة السائل عن كثافة النحاس، مما يؤدي إلى تعويمه على سطح الماء.
- يمكننا استخدام الغواصات كمثال على الطفو، حيث ترتفع الغواصات وتغطس في الماء بنفس القوة.
- يتم ذلك من خلال خزانات كبيرة حيث يتم ملؤها بالكامل.
- عندما تكون هناك رغبة في الصعود إلى الغواصة، يتم إفراغ هذه الخزانات من الماء ومليئة بالهواء.
- في حالة الرغبة في الغطس تحت الماء، يتم فتح هذه الخزانات وتملأ بالماء بدلاً من الهواء، وعند الوصول إلى العمق المطلوب يتم عمل توازن بين الغواصة والماء بحيث تكون كثافتها هي نفسها. كثافة الماء.
قد تكون مهتمًا بـ: الفرق بين قوة ذرة الليثيوم وأيون الليثيوم واستخداماته وخصائصه
مثال توضيحي لكيفية حساب كثافة الجسم
- ينص قانون الكثافة على أن الكثافة تساوي الكتلة الكلية لجسم مقسومًا على حجمه، وأن وحدة الكثافة هي kg / m³.
- إذا كان الجسم مصنوعًا من مادة ذات كثافة أكبر من كثافة سائل.
- مثل الأشياء المصنوعة من الحديد مثلاً عند وضعها في الماء.
- يؤدي هذا إلى غرق الجسم في الغاز أو السائل المحيط.
- في حالة الأجسام المصنوعة من مواد عالية الكثافة والتي تحتوي على مساحة تحبس الهواء فيها، فإن هذا يتسبب في دفع الجسم للماء حتى يطفو على سطح الماء.
- من أهم الأمثلة المذكورة أعلاه السفن، حيث تصنع السفن من الفولاذ، لكنها تطفو على سطح الماء، بغض النظر عن حجمها.
- والسبب في ذلك هو وجود مساحة فيه للهواء مما ينتج عنه كثافة ماء أعلى من متوسط كثافة السفينة.
- السؤال الذي يثير قلق الكثيرين في هذه المرحلة هو غالبًا لماذا يتم غمر مسمار بهذا الحجم الصغير في الماء.
- عندما تطفو سفينة كبيرة، فإن الجواب، كما أوضحنا سابقًا، هو السفينة.
- جسمها مصمم لتحريك الكثير من الماء.
مثال توضيحي لكيفية حساب كثافة الجسم
- وإذا لم يتم بناء السفن بهذه الطريقة، فسوف تغرق مثل المسمار.
- هذا المثال هو توضيح أكبر على أن الطفو لا يرتبط بوزن الجسم، ولكنه يعتمد بشكل أساسي على كمية الماء التي يزيحها الجسم.
- ولكي نكون أكثر وضوحًا، من الممكن استخدام قاعدة الطفو، والتي تنص على أن الخصم يكون عند وضعه في الماء.
- يتلقى دفعة من الأسفل لترتفع إلى السطح، وهذا الدفع يساوي وزن حجم الماء المزاح.
- ينص قانون الطفو أيضًا على أن الجسم يزيح كمية من الماء أكثر من وزن الجسم نفسه، وفي هذه الحالة سوف يطفو الجسم على سطح الماء.
- أما إذا كان وزن الماء المزاح أقل من وزن الجسم، فإن الجسم يغرق تحت الماء.
- هناك حالة أخرى لا يغرق فيها الجسم أو يطفو عند وضعه في الماء، وهو ما يحدث عندما يكون وزن الجسم مساويًا لوزن الماء المفقود.
- في هذه الحالة يظل الجسم عالقًا كما في حالة الحشرات التي تمشي على الماء.
- إذا كان الجسم يطفو على سطح الماء يسمى الطفو الإيجابي، وإذا غرق في الماء يسمى الطفو السلبي.
- إذا لم تستطع أن تطفو في الماء، فإنها تسمى الطفو المحايد.
هنا ينتهي مقالنا عن الدفع وما هي عواقبه عندما تطفو الأشياء على الماء، حيث تعلمنا عن أهمية الكثافة وعلاقتها الوثيقة بالطفو أو غرق الأشياء، وفي الختام نتمنى أن تتمكن من ذلك. مثل المقال.