هل تعقدت أن وزن مسمار في البحر أكثر أم وزن سفينة؟

You Chaa
منذ 12 سنة

وفق مبدأ( أرخميدس) فإن جسماً ما إذا غُطِّس كلياً أو جزئياً في الماء فإنه يخسر من وزنه ما يعادل وزن الماء الذي طاف خارج الوعاء. وفيما إذا كان بإمكان جسم ما أن يطفو على سطح سائل معين أم لا, فإن ذلك يعتمد على كثافة (وزن % حجم) كلي المادتين: الجسم والسائل.
فإذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة السائل, عندها يغرق الجسم في السائل إلى حيث يصبح وزن السائل الخارج من الوعاء مساوياً لوزن الجسم. وعلى سبيل المثال, إذا أخذنا مكعباً خشبياً بطول قدم واحدة ووزن خمسين باونداً, ووضعناه في وعاء ماء, فإن الجزء من المكعب الذي سيغرق في السائل سوف يُخرج من الوعاء كمية توازي خمسين باونداً. ولما كانت كثافة مكعب الخشب أقل من كثافة الماء, فإن المكعب سوف يحتاج لما يوازيه وزناً من الماء ولكن بحجم أقل لتثبيته.
وتسمى قوة الماء الخارج من الوعاء, والتي تضغط على كل جهات المكعب
(( بـ((القوة الطفوي Buoyancy (أي قابلية الطفو في الماء).
وإذا كان هذا المبدأ صحيحاً, فكيف يمكن لسفينة معدنية أن تطفو, علماً أن كثافة الفولاذ هي أكثر بثماني مرات من كثافة الماء؟ والواقع أن بدن السفينة يكون عادة مليئاً بالهواء, وكثافة الهواء هي أقل بـ 816 مرة من كثافة الماء. فإذا ما أخذنا بعين الاعتبار الحجم الكلي للسفينة ووزنها, نجد أن كثافة السفينة هي أقل من كثافة الماء, مما يعني أن السفينة سوف تطفو.