محتويات
خصائص دافعة أرخميدس
تصف دافعة أرخميدس قوة الطفو التي تنتج عن غمر جسم ما في سائل، ويترتب عليه بعض الخصائص التي تصف هذا الجسم المغمور، والتي تشمل التالي:
الحجم والوزن ودافعة أرخميدس
حجم السائل المزاح يساوي حجم الجسم المغمور بالكامل في السائل، كما أن وزن الجزء المزاح من السائل يساوي حجم قوة الطفو، أما إذا كان وزن الجسم أقل من وزن السائل المزاح، فسيرتفع الجسم، أو سيطفو.[١]
الكثافة ودافعة أرخميدس
تؤثر كثافة الجسم، وكثافة السائل المغمور به، على قدرته على الطوفان، حيث إذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة السائل المحيط به، فسوف يطفو، أما إذا كانت كثافة الجسم أكثر من كثافة السائل، فسوف يغرق، وذلك بسبب أن الجسم الذي له كثافة أقل، تكون كتلته أقل، وبالتالي فإن قوة الطفو، ستكون أكبر من كتلة الجسم.[٢]
قوة الطفو ودافعة أرخميدس
تُعرف القوة التي تعاكس قوة الجاذبية بقوة الطفو، ويكون اتجاهها تصاعدي، وتُقاس بوحدة نيوتن (N)، فعلى سبيل المثال، عند دفع قطعة خشب في الماء إلى الأسفل، نشعر بقوة صاعدة معاكسة للاتجاه الذي ندفع فيه، بالإضافة إلى ذلك، لا تقتصر قوة الطفو على السوائل فحسب، فهي تشمل الغازات أيضاً.[٣]
تطبيقات دافعة أرخميدس
تُطبق دافعة أرخميدس في العديد من الأشياء حولنا، وفيما يلي بعض هذه التطبيقات:
الغواصة
تبقى الغواصات تحت الماء لمدة من الوقت، ولكن ما سبب بقائها في الماء، بالرغم من أن وزنها أكبر من قوة الطفو؟، والسبب هو أن الغواصات تحتوي على خزان يسمح بدخول الماء، مما يسمح للغواصة بالبقاء تحت الماء.[٤]
المنطاد
يعتبر المنطاد مثال على الأجسام المغمورة في الغازات، حيث تطفو في الهواء من خلال قوة الطفو، وذلك من خلال التحكم في كمية الهواء الساخن في البالون، فيرتفع البالون عندما تكون قوة طفو المنطاد أقل من الهواء المحيط به، وعندما تزداد قوة الطفو للمنطاد يبدأ في الهبوط.[٤]
مقياس كثافة السوائل
يُستخدم مقياس كثافة السوائل (Hydrometer) لقياس الكثافة النسبية للسوائل، حيث يعمل من خلال جعل المادة تطفو عمودياً على السائل، وكلما انخفض المقياس، قلت كثافة السائل.[٤]
ما هي دافعة أرخميدس؟
دافعة أرخميدس أو مبدأ أرخميدس (Archimedes’ principle)، هي قانون فيزيائي اكتشفه عالم الرياضيات اليوناني أرخميدس، وهو قانون للطفو، ويشرح الأجسام المغمورة في السوائل.[١]
نص دافعة أرخميدس
ينص قانون أرخميدس للطفو على أن إذا تم غمر جسم ما في سائل، سواء كان مغموراً جزئياً أو كلياً، فإن قوة الطفو تساوي وزن السائل الذي يزيحه الجسم، ويعمل في الاتجاه المعاكس في كتلة السائل المزاح.[٤]
قانون دافعة أرخميدس
يُكتب قانون دافعة أرخميدس في المعادلة التالية: Fb = ρ x g x V، حيث (Fb) تعني قوة الطفو، و (ρ) تعني كثافة السائل، و (v) يعني حجم السائل المغمور فيه الجسم، و (g) هو التسارع الذي تسببه الجاذبية.[٤]
المراجع
- ^ أ ب "Archimedes' principle", britannica, 18/1/2022, Retrieved 18/1/2022. Edited.
- ↑ "14.6: Archimedes’ Principle and Buoyancy", Physics Library, 18/1/2022, Retrieved 18/1/2022. Edited.
- ↑ "Upthrust in Fluids, Archimedes Principle and Floatation", quiznext, 18/1/2022, Retrieved 18/1/2022. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج "Archimedes Principle", byjus, 18/1/2022, Retrieved 18/1/2022. Edited.
