إذا كانت كثافة جسم أقل من كثافة المائع فإن الجسم
مقدمة
الكثافة هي أحد الخصائص الفيزيائية للمادة، وهي تُعرف بأنها كتلة المادة لكل وحدة حجم. وتُقاس الكثافة عادةً بوحدات جرام لكل سنتيمتر مكعب أو كيلو جرام لكل متر مكعب. ويتم حساب كثافة الجسم عن طريق قسمة كتلته على حجمه.
وعندما يكون جسم ما أقل كثافة من سائل، فإن ذلك يعني أن كتلة الجسم أقل من كتلة السائل بنفس الحجم. وفي هذه الحالة، فإن الجسم سيطفو على سطح السائل وفقًا لمبدأ ارشميدس.
قانون ارشميدس
ينص مبدأ ارشميدس على أن أي جسم مغمور جزئيًا أو كليًا في سائل ساكن يتعرض لقوة دفع عمودية لأعلى تساوي وزن السائل الذي ينزحه الجسم.
وبعبارة أخرى، فإن قوة الدفع التي تؤثر على الجسم هي مساوية لوزن السائل الذي يحل محله الجسم. وإذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة السائل، فإن قوة الدفع ستكون أكبر من وزن الجسم، مما يتسبب في طفو الجسم.
أمثلة على أجسام أقل كثافة من السائل
- خشب
- زيت نباتي
- جليد
- هيليوم
- هواء
العوامل المؤثرة على قوة الدفع
هناك عدة عوامل تؤثر على قوة الدفع التي تؤثر على الجسم، وهي:
- كثافة السائل: كلما زادت كثافة السائل، زادت قوة الدفع.
- حجم الجسم المغمور: كلما زاد حجم الجسم المغمور، زادت قوة الدفع.
- شكل الجسم: تؤثر شكل الجسم على قوة الدفع، فالأجسام ذات الأشكال غير المنتظمة عادة ما تتعرض لقوة دفع أكبر من الأجسام ذات الأشكال المنتظمة.
تطبيقات قوة الدفع
لقوة الدفع العديد من التطبيقات في الحياة العملية، منها:
- تصميم السفن والقوارب
- قياس كثافة السوائل
- استخراج المعادن والغازات من باطن الأرض
أجسام ذات كثافة أعلى من السائل
عندما تكون كثافة الجسم أكبر من كثافة السائل، فإن الجسم سيغرق في السائل. وفي هذه الحالة، فإن وزن الجسم سيكون أكبر من قوة الدفع، مما يؤدي إلى غرق الجسم.
وتُستخدم كثافة السوائل لتحديد ما إذا كان الجسم سيطفو أم سيغرق. فإذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة السائل، فإن الجسم سيطفو. وإذا كانت كثافة الجسم أكبر من كثافة السائل، فإن الجسم سيغرق.
الاستثناءات
هناك بعض الاستثناءات لقانون ارشميدس، منها:
- الأجسام التي تتفاعل كيميائيًا مع السائل
- الأجسام التي تتعرض لقوى أخرى مثل الاحتكاك أو التوتر السطحي
خاتمة
كثافة الجسم هي عامل مهم يؤثر على سلوكه في السوائل. فإذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة السائل، فإن الجسم سيطفو وفقًا لمبدأ ارشميدس. أما إذا كانت كثافة الجسم أكبر من كثافة السائل، فإن الجسم سيغرق.
ولقوة الدفع التي تؤثر على الجسم العديد من التطبيقات في الحياة العملية، مثل تصميم السفن والقوارب وقياس كثافة السوائل.
