لماذا تطفو السفينة بينما يغرق الظفر
إذا كنت، عزيزي القارئ، تبحث عن إجابة للسؤال، فلماذا تطفو السفينة بينما يغرق الظفر؟ يجب عليك متابعة مقالتنا اليوم حيث سنزودك بالإجابة من خلال الأسطر التالية في مخزن المعلومات، لأن التحليل يعتمد على قوة الطفو، حيث أن المواد التي تطفو على سطح السائل لها كثافة أقل من كثافة السائل، بينما المواد ذات الكثافة الأعلى تغرق في السائل. ومثال ذلك الزيت عندما يدخل الماء. يطفو على سطحه لأن كثافته أقل من كثافة الماء، ولنتعرف الآن على إجابة استفسارك اليوم من خلال ما يلي:
- س / لماذا تطفو السفن فوق الماء بينما يغرق الظفر؟
كيف تؤثر الكثافة على قدرة الجسم على الطفو
- الكثافة هي إحدى الخصائص الفيزيائية للمادة، وهي تعبر عن العلاقة بين حجم الجسم وكتلته. كلما زادت كثافة الجسم، زادت كتلته، ويتضح من هذا أن العلاقة بين الكثافة والكتلة هي علاقة مباشرة.
- تتأثر كثافة الجسم بالعديد من العوامل مثل الضغط ودرجة الحرارة، حيث تتسبب الحرارة في تمدد الأجسام وبالتالي إضعاف قوة جزيئاتها، وفي ذلك الوقت تنخفض كثافة الجسم، وعندما يزداد الضغط يرتفع الجسم تتقلص الكتلة وبالتالي تزيد من قوة الترابط بين جزيئاتها وتزيد من كثافتها، ولهذا السبب يستخدم الباحثون والخبراء معايير محددة لقياس الكثافة.
- ترتبط كثافة الجسم بطبيعته الفيزيائية. في معظم الحالات، نجد أن المواد ذات الكثافة المنخفضة تكون عادة في الحالة الغازية، بينما المواد ذات الكثافة المتوسطة هي في الغالب مواد سائلة، في حين أن المواد الصلبة عادة ما تكون ذات كثافة عالية.
- ترتبط الكثافة بعاملين رئيسيين، وهما الكتلة والحجم، حيث أن الكتلة هي كمية المادة في الجسم ووحدة قياسها هي جرام أو كجم، ويتم قياسها بميزان ثنائي الكتف، لذلك كلما زادت الكتلة من الجسم، كلما زادت كتلة المادة، زادت كثافتها.
علاقة الطفو بالكثافة
هناك علاقات بين كثافة الجسم وقدرته على الطفو فوق سطح الماء، وسيتم مناقشة هذه العلاقات من خلال الأسطر التالية:
مما سبق يتضح أن العلاقة بين الكثافة والطفو هي علاقة عكسية، فكلما قلت كثافة الجسم، زادت قدرته على الطفو. وتجدر الإشارة إلى أن الأجسام الصلبة تنقسم إلى أجسام مجوفة وصلبة، وتطفو الأجسام الصلبة على سطح الماء إذا كانت كثافتها أقل من كثافة الماء، وتغرق في الماء إذا تجاوزتها. كثافته كثافة الماء مثل قطعة من الحديد. أما الأجسام المجوفة مثل الإسفلت، فإن كثافتها الكلية إذا تجاوزت كثافة الماء ستغرق فيها. إذا كانت أقل من كثافة الماء، فسوف تطفو على السطح.
قوة الطفو
يعد العالم أرخميدس أول من بدأ دراسة الطفو والانغماس في السوائل، ويُنسب إليه الفضل في بناء وسائل النقل البحري. اعتمد مؤسسو السفن على قاعدة أرخميدس في البناء، وتمثل قوة الطفو وزن الجسم في السائل مطروحًا منه وزنه في الهواء، وهو ما يعادل وزن السائل المزاح.
قوة الطفو هي المحدد الرئيسي لانغماس أو طفو جسم ما على سطح السائل، لذلك إذا كانت قوة الطفو أقل من الوزن، فسوف يغرق الجسم في الماء، مثل قطعة من الحديد، ولكن إذا كانت قوة الطفو أقل من الوزن. قوة الطفو أكبر من الوزن، وسوف يطفو الجسم، بينما في حالة تساوي الوزن مع قوة الطفو، فإنه سوف يستقر.الجسم معلق بين القاع والسطح مثل الغواصات.
قاعدة أجسام أرخميدس وطفوها
- يقول أرخميدس أن الجسم سوف يطفو على سطح السائل 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. ولكن إذا كانت مصنوعة من مادة ذات كثافة عالية ولكنها تحتوي على مساحة من الهواء المحبوس، ففي هذه الحالة سوف تطفو فوق سطح الماء.