محتويات
تطبيقات على دافعة أرخميدس
يوجد عدة تطبيقات على دافعة أرخميدس ومنها ما يلي:
تصميم الغواصات
السبب الذي يساعد الغواصة على البقاء تحت الماء احتواءها على خزان الصابورة،[١] الذي يستخدم للتحكم في موقع الغواصة وعمقها من على سطح البحر، حيث يدخل الماء إلى داخل خزان الصابورة فتغمر الغواصة فيصبح وزنها أكبر من وزن قوة الطفو، وبالعكس يمكن تطفو الغواصة إلى أعلى عن طريق تقليل الماء من داخل خزان الصابورة فيصبح الوزن أقل من وزن قوة الطفو.[٢]
تصميم السفن
عند بناء السفن يتم استخدام مبدأ أرخميدس حيث يتم تصميم جزء كبير من السفينة مجوفًا من الداخل، فتكون الكثافة الهواء داخل السفينة أقل من كثافة الماء، فيصبح وزن السفينة أقل من وزن الماء المزاح بواسطتها، عندها تدفع قوة الطفو التي تساوي المياه المزاحة السفينة إلى الأعلى فتطفو على سطح الماء.[٣]
كرات الشاطئ
تكون كرات الشاطئ مملوءة بالهواء لذا فهي تمتلك وزن صغير جدًا وتكون قوة الطفو المؤثرة عليها قليله كونها تزيح كمية قليلة من الماء بسبب وزنها، ولكن عند البدء بدفع الكرة في الماء تزداد قوة الطفو المؤثرة عليها مما يجعلها تطفو على الماء ولا تغرق.[٣]
الطفو على السطح
لكل جسم وزن مساوٍ لوزن الماء الذي يزيحه، فإذا كان وزن الجسم أكبر من وزن القوة الدافعة التي تؤثر عليه فإن الجسم سوف يغرق، ولكن إذا كان مساوٍ لقوة الدفع المؤثرة عليه فيطفو الجسم على السائل، فمثلًا تطفو الجبال الجليدية على الماء بسبب قوة الطفو المتوازنة المؤثرة عليها، لذا فإن مبدأ الطفو ينص على أن القوة الدافعة التي تؤثر على أي جسم يجب أن تكون مساوية لوزن السائل الذي أزاحه الجسم.[٣]
تصميم المنطاد
يعود السبب في ارتفاع المنطاد في الهواء هو أن قوة طفو المنطاد الذي يحتوي على هواء ساخن أقل من الهواء المحيط به،[١] يهبط المنطاد عندما يكون وزن المنطاد أعلى من قوة الطفو، وعندما يساوي وزن المنطاد قوة الطفو يصبح ثابتًا، ويتم التحكم في وزن المنطاد عن طريق تغيير كمية الهواء الساخن بداخله.[٢]
قياس كثافة السوائل
مقياس الهيدومتر (بالإنجليزية: Hydrometer) هو أداة تستخدم لقياس كثافة السوائل بواسطة تطبيق دافعة أرخميدس، حيث يتكون الجهاز من أنبوب زجاجي مجوف بقاع عريض ومغلق من كلا الطرفين، يعمل القاع كخزان صابورة ويكون مملوء بالرصاص، يتم سكب السائل المراد قياس كثافته داخل الأنبوب الضيق الذي يحتوي على تدرجات وعند استقرار السائل يتم أخذ القراءة بالمستوى الذي انغمر فيه الجهاز داخل السائل ويتم حساب كمية الماء المزاح من أجل حساب كثافة السائل، إذا غرق الجهاز في سائل العينة هذا يدل على أن كثافة السائل أقل.[٣]
الأسماك
تستخدم بعض الأسماك مبدأ أرخميدس مما يجعلها تطفو على الماء، تحتوي هذه النوعية من الأسماك على مثانة تساعدها في التحكم بقوة الطفو المؤثرة عليها، بحيث تملأ الأسماك مثانتها بالهواء فيزداد حجمها فيتم إزاحة الماء بها فتزداد قوة الطفو مما يجعل السمكة تطفو إلى أعلى.[٣]
الجيولوجيا
يمكن قياس كثافة المواد الصلبة باستخدام مبدأ أرخميدس، لقياس كثافة المادة يتم تعليقها في الميزان الزنبركي وغمرها في سائل معروف كثافته وعندها يتم ملاحظة الكتلة المفقودة من العينة ومن خلال مبدأ أرخميدس يتم حساب كثافة المادة بعدها.[٣]
المراجع
- ^ أ ب byjus team (2020), "Archimedes Principle", byjus, Retrieved 9/1/2022. Edited.
- ^ أ ب toppr team (2020), "All You Need to Know About the Archimedes Law", toppr, Retrieved 9/1/2022. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج ح studiousguy team (2020), "10 Archimedes Principle Applications in Daily Life", studiousguy, Retrieved 9/1/2022. Edited.
