الرئيسية / فيزياء ورياضيات / مبدأ أرخميدس – السر من وراء الطفو في الماء

مبدأ أرخميدس – السر من وراء الطفو في الماء

تم اكتشاف مبدأ أرخميدس -الذي يعرف بالقانون الفيزيائي للطفو- من قبل الرياضي والمخترع أرخميدس، وينص على أنّ كل جسمٍ مغمورٍ في مائع (غاز أو سائل) بشكلٍ كامل أو جزئي، تعمل عليه قوة نحو الأعلى ويتساوى مقدارها مع وزن المائع الذي أُزيح واستبدل الجسم مكانه.
بمعنى أنّ حجم المائع المُزاح يساوي حجم الجسم المغمور كليًا فيه، أو إذا كان مغمورًا بشكل جزئي فهو يساوي حجم الجزء المغمور داخله فقط (وليس كله).
قوة الطفو التي تعمل على جسم مغمور في سائل أو غاز، تساوي أيضًا مقدار وزن الجسم الذي يطفو ومعاكسة لاتجاهه؛ في هذه الحالة الجسم لا يغرق ولا يعلو (أي يبقى ساكنا).

على سبيل المثال، الكتلة المعلقة في الرسم تزن 5 كغ وهي خارج السائل، بينما عندما وضعناها داخل السائل عملت عليها قوةٌ تساوي وزن السائل الذي أزاحته الكتلة من الإناء، ولهذا أصبح المقياس يُشير إلى أنّ وزنها 3 كغ، وهذا لأنّ قوة الدفع التي عملت عليها نحو الأعلى صغّرت من محصلة القوى وبالتالي تغيّر الوزن.

 

إذا كان وزن الجسم المغمور أصغر من وزن المائع المزاح، يعلو الجسم، كما يحدث لقطعة خشبٍ عندما تطفو على سطح المياه مثلًا. بينما لو كان وزن الجسم أكبر من وزن المائع المزاح، فهذا يؤدي إلى غرق الجسم عند تحريره في المائع.

 

قوة الطفو، تسببها الجاذبية بالأساس، مع أنّها تكون دائمًا عكس قوة الجاذبية.
ضغط المائع يزيد مع ازدياد العمق بسبب وزن المائع في الأعلى، وهذا الضغط الآخذ بالازدياد يشغل قوة على الجسم المغمور الذي يزيد من عمقه في المائع. والنتيجة هي الطفو، أي عند تساوي قوة الطفو مع قوة الجاذبية التي تعمل على الجسم.

 

المصدر: هنا
ـــــــــــــــــــــ
تدقيق لغوي: فرفاش عماد الدين

Comments

comments

تحقق ايضا

جائزة نوبل للفيزياء 2019!

قَبل سَاعات قليلة، أعلَنَت الأكاديمية السُّويدية المَلَكيَّة للعُلوم أن جائِزَة نوبل للفيزياء هذه السَّنة ستَكون …