لماذا تطفو السفينة بينما يغوص مسمار

بواسطة:
لماذا تطفو السفينة بينما يغوص مسمار

لماذا تطفو السفينة بينما يغوص مسمار

إذا كنت تبحث عزيزي القارئ عن إجابة سؤال لماذا تطفو السفينة بينما يغوص مسمار ؟ فعليك بمتابعة مقالنا اليوم حيث سنوفر لكم الإجابة عبر سطورنا التالية في مخزن المعلومات، فالتحليل معتمد على قوة الطفو، فالمواد التي تطفو على سطح السائل تكون ذات كثافة أقل من كثافة السائل بينما المواد ذات الكثافة العالية فتغوص في السائل ومثال على ذلك الزيت عندما يدخل على الماء يطفو على سطحها نظرًا لأن كثافته أقل من كثافة الماء، والآن دعونا نتعرف على إجابة استفساركم اليوم عبر الآتي:

  • س/ لماذا تطفو السفن فوق الماء بينما يغوص مسمار ؟
  • جـ/ تطفو السفينة فوق سطح الماء نظرًا لأنها مجوفة من الداخل وبالتالي فإن حجمها كبير مقارنة بالمسمار، لذا تصبح كمية المياه المزاحة كبيرة، وفي نظرية الطفو كلما زاد حجم الماء المزاح زادت قوة الدفع وبالتالي تطفو السفينة فوق سطح الماء بينما المسمار يغوص في الماء نظرًا لقلة كثافته.

كيف تؤثر الكثافة في قدرة الجسم على الطفو

  • تعتبر الكثافة واحدة من ضمن الخصائص الفيزيائية للمادة، وهي تعبر عن العلاقة بين حجم الجسم وكتلته، فكلما زادت كثافة جسم كلما زادت كتلته، ويتضح من ذلك أن العلاقة بين الكثافة والكتلة علاقة طردية.
  • تتأثر كثافة الجسم بالعديد من العوامل كالضغط والحرارة، فالحرارة تتسبب في تمدد الأجسام وبذل تضعف قوة جزيئاتها، وحيناها تقل كثافة الجسم، وعند زيادة الضغط تنكمش كتلة الجسم وبالتالي تزيد قوة الربط بين جزيئاتها فتزداد كثافتها، ولهذا السبب يستخدم الباحثين والخبراء معايير محددة لقياس الكثافة.
  • ترتبط كثافة الجسم بطبيعته الفيزيائية ففي أغلب الأحيان نجد أن المواد ذا الكثافة القليلة عادة ما تكون في الحالة الغازية، أما المواد ذات الكثافة المتوسطة في الأغلب مواد سائلة، أما المواد الصلبة عادة ما تجدها ذات كثافة كبيرة.
  • الكثافة ترتبط بعاملين أساسيين وهما الكتلة والحجم، فالكتلة تتمثل في كمية المادة الموجودة في الجسم ووحدة قياسها هي غم أو كغم، ويتم قياسها بالميزان ذا الكفتين، فكلما زادت كتلة الجسم كلما زادت كتلة المادة كلما زادت كثافتها.

علاقة الطفو بالكثافة

هناك علاقات تربط بين كثافة الجسم وقدرته على الطفو فوق سطح الماء، هذه العلاقات سنتطرق للحديث عنها عبر السطور التالية:

  • إذا كان وزن الجسم أكبر من وزن الماء المزاح ينغمر بشكل كليفي الماء، وحينها تتساوى الكتلة مع المادة وما تحتويه من هواء ولن يطفو الجسم على السطح.
  • أما إذا قل وزن الجسم عن وزن الماء تصبح كثافة الجسم أقل من كثافة الماء وحينها سيطفو الجسم حتى يصبح مساوي لوزن الماء المزاح.

مما سبق يتضح أن العلاقة بين الكثافة والطفو علاقة عكسية فكلما قلت كثافة الجسم زادت قدرته على الطفو، ومن الجدير بالذكر أن الأجسام الصلبة تنقسم إلى أجسام مجوفة وأجسام مصمته، والأجسام المصمتة تطفو فوق سطح الماء إذا قلت كثافتها عن كثافة الماء، وتنغمر في الماء إذا تخطت كثافتها كثافة الماء كقطعة الحديد، أما الأجسام المجوفة كالسفت فكثافتها الإجمالية إذا تخطت كثافة الماء ستغوص فيه أما إذا قلت عن كثافة الماء فستطفو فوق السطح.

قوة الطفو

أول من بدأ في دراسة طفو الأجسام وانغمارها في السوائل هو العالم أرخميدس ويرجع له الفضل في بناء وسائل النقل البحرية حيث استند مؤسسي السفن على قاعدة أرخميدس في البناء، وقوة الطفو تمثل وزن الجسم في السائل مطروحًا من وزنه في الهواء، والذي يتساوى مع وزن السائل المزاح.

تعتبر قوة الطفو هي المحدد الرئيسي لانغمار الجسم أو طفوه على سطح السائل، فإذا قلت قوة الطفو عن الوزن سينغمر الجسم في الماء، كقطعة الحديد، أما إذا كانت قوة الطفو أكبر من الوزن فإن الجسم سوف يطفو، بينما في حالة تساوي الوزن مع قوة الطفو سيستقر الجسم معلقًا بين القاع والسطح كالغواصات.

قاعدة أرخميدس للأجسام والطفو

  • يقول أرخميدس أن الجسم يطفو على سطح السائل إذا تعادل وزن الجسم المغمور مع وزن السائل المزاح.
  • يعتمد الطفو على نوع المادة المصنوع منها الجسم كذلك فإذا كان الجسم مصنوع من الحديد مثلًا فسيؤدي ذلك إلى غرقه أما إذا كان مصنوعًا من مادة ذات كثافة عالية ولكنه يتضمن حيز من الهواء المحبوس ففي هذه الحالة سيطفو فوق سطح الماء.

قدمنا لكم إجابة تفصيلية لاستفسار لماذا تطفو السفينة بينما يغوص مسمار ؟ وبهذا نصل وإياكم متابعينا الكرام إلى ختام حديثنا نرجو أن نكون استطعنا أن نوفر لكم شرح وافي لاستفساركم اليوم يحقق لكم الإفادة المرجوة ويغنيكم عن مواصلة البحث، وإلى اللقاء في مقال آخر من مخزن المعلومات.