تمثل قوة الطفو وزن الجسم في السائل مطروحًا منه وزنه في الهواء، والذي يساوي وزن السائل المزاح.. قوة الطفو هي المحدد الرئيسي لانغماس الجسم أو طفوه على سطح السائل. إذا كانت قوة الطفو أقل من الوزن، فسيتم غمر الجسم في الماء، مثل قطعة من الحديد، أما إذا كانت قوة الطفو أكبر من الوزن، فسيطفو الجسم، بينما في حالة تساوي الوزن مع الطفو القوة ستثبت الجسم معلق بين القاع والسطح مثل الغواصات. حكم أرخميدس للأجساد والطفو بما ان العالم أرخميدس هو أول من درس طفو الأشياء فإن لديه حكم للأجسام والطفو، لذلك يقول أرخميدس أن الجسم يطفو على سطح سائل إذا كان وزن الجسم المغمور يساوي وزن السائل المزاح. لماذا السفينة لا تغرق – المحيط. يعتمد الطفو على نوع المادة التي يتكون منها الجسم أيضًا. إذا كان الجسم مصنوعًا من الحديد، على سبيل المثال، فسيؤدي ذلك إلى غرقه. إذا كانت مصنوعة من مادة ذات كثافة عالية، ولكنها تحتوي على مساحة من الهواء المحبوس، في هذه الحالة سوف تطفو فوق سطح الماء. لقد قدمنا لك إجابة مفصلة على السؤال لماذا تطفو السفينة بينما يغرق الظفر؟ بهذا نصل نحن وأنت متابعينا الكرام إلى ختام حديثنا. نتمنى أن نكون قد تمكنا من إمدادك بشرح وافٍ لاستفسارك اليوم يحقق الفائدة المرجوة لك ويمنعك من مواصلة البحث، ونراكم في مقال آخر من متجر المعلومات.
كيف تطفو السفن الضخمة فوق المياه بالرغم من أنها مصنوعة من الحديد - هوامير البورصة السعودية
كان سيدنا نوح هو أول من صنع سفينة على سطح الأرض, وذلك عندما أوحى له الله تعالى ليصنع سفينة ينقذ بها البشرية وباقي الأحياء من الطوفان العظيم. ثم تطورت طرق وأساليب صناعة السفن عبر الزمن, بعد أن بدأت صناعتها من الأخشاب لخاصيته المعروفة في الطفو على سطح الماء, ومع تطور العلم تم إدخال مختلف المعادن في تصنيع السفن والبواخر. كيف تطفو السفن ؟ ولا تطفو العملة النقدية الصغيرة ؟. وفي أحدث الاختراعات اختراع جون ويلكينسون عندما قرر تصميم أول قارب حديدي مع وجود العديد من المشككين في نجاح فكرته وأنصارالسفن الخشبية. وسط ترقب الجميع قام جون بإنزال قاربه إلي نهر سيفيرن عام 1787م قارب بطول 70 قدما ويستطيع حمل 32 طن من البضائع، ماهو منطق جون الذي جعله يؤمن بأن قاربه الحديدي لن يغرق؟ هذا ما سنتناوله معا في السطور القادمة. إذا قمنا بسكب بعض من زيت الطعام فوق سطح الماء سنجد أن الزيت يطفو فوق سطح الماء والسبب بسيط ومعروف للجميع الزيت يطفو فوق سطح الماء لأن كثافته أقل من كثافة الماء. لذلك ببساطة نستنتج أن المواد التي كثافتها أقل من كثافة الماء تطفو والمواد التي كثافتها أكبر من كثافة الماء تغرق. أي عند إلقاء قطعة مصمتة من الحديد في الماء ستغرق لأن كثافتها أكبر من كثافة الماء وعند إلقاء قطعة من الخشب في الماء تطفو لان كثافتها أقل من كثافة الماء.
لماذا السفينة لا تغرق – المحيط
العلم وراء كيف تطفو السفينة
العائمة وهيكل السفينة
كيف تطفو السفينة؟
تطبيقات الطفو في الحياة اليومية
ما الذي تسبب في غرق تيتانيك؟
سفن الشحن تربط العالم
المراجع
ستحلل هذه المقالة العلم وراء الطفو والمبادئ التي تسمح للسفينة بالطفو في الماء. PublicDomainPictures ، CC ، عبر Pixabay
هل فكرت يومًا كيف تطفو سفينة بينما تغرق قطعة من الحديد؟ هل لديك أي فكرة عن العلم وراء منطاد الهواء الساخن؟ حسنا، الجواب بسيط جدا. اللغز وراء هذين الأمرين هو مبدأ الطفو. قبل قراءة المزيد ، خذ دقيقة لشكر عالم الرياضيات اليوناني من القرن الثالث أرخميدس. قدم مبدأ الطفو إلى العالم الحديث. تعمل السفن والسباحون ومنطاد الهواء الساخن والغواصات جميعها على نفس المبدأ ، وسوف تشرح هذه المقالة كيفية عمل كل ذلك. هناك ثلاثة مفاهيم أساسية تشرح كيف ولماذا يمكن للسفينة أن تطفو:
مبدأ الطفو: وفقًا لمبدأ الطفو ، فإن الجسم المغمور في سائل يواجه قوة تصاعدية. عندما تكون القوة الصاعدة أكبر من الجاذبية (القوة الهابطة) ، يطفو الجسم. هل تعلم لماذا لا تغرق السفن المصنوعة من الحديد و الفولاذ؟ : أوراق بحرية. القوة الصاعدة التي يبذلها السائل هي قوة الطفو. مبدأ أرخميدس: أي جسم مغمور في سائل سيختبر قوة تصاعدية من السائل.
هل تعلم لماذا لا تغرق السفن المصنوعة من الحديد و الفولاذ؟ : أوراق بحرية
بالطبع تلك النظرية الفيزيائية المبسطة قادرة على تفسير إبحار القوارب الصغيرة كتلك التي تستخدم في عمليات صيد الأسماك أو التنزه في الأنهار وكذلك الغواصات التي ستزن أكثر من الماء المساوي لحجمها وبالتالي ستغوص للقاع، أما بالحديث عن السفن العملاقة المصنوعة من الصلب والمعادن الثقيلة فقد تقف تلك النظرية مكتوفة الأيدي في محاولة تفسير إبحارها، ولاكتشاف السر وراء تمكن السفن من الإبحار يجب التعمق قليلاُ في نظرية الطفو. عامل الوزن كما للكثافة دور في التحكم في إبحار السفن من عدمه كذلك للوزن دور هام أيضاً، فأي سفينة- مهما كان حجمها- عند إبحارها في الماء ستجد أن جزءاً منها يختفي تحت السطح والبقية تظهر في الأعلى، وتعتمد النسبة بين الجزأين على مدى الوزن الموجود على السفينة فكلما قل الوزن كلما كبر الجزء الظاهر فوق الماء عن الجزء المختفي بداخله والعكس صحيح.
كيف تطفو السفن ؟ ولا تطفو العملة النقدية الصغيرة ؟
لماذا السفينة تطفو قانون الطفو من القوانين المهمة، التي تفسر لماذا السفينة لا تغرق، حيث أن عملية الطفو هي عبارة عن قوة دفع كبيرة تؤثر على الجسم، حيث أن كثافة الجسم تكون أقل من كثافة الماء، وهذا يتسبب في إرتفاع الجسم إلى الأعلى، وهذا الأمر يجعل السفينة ترتفع للأعلى، حيث أن السفينة تتكون من مجسم كبير يحتوي على فراغ كبير بداخله، ويكون هذا الفراغ مملوء بالهواء، هذا يجعل كثافة السفينة أقل من كثافة الماء. لماذا السفينة لا تغرق تتم صناعة السفن من الحديد الثقيل والذي تكون كثافته أعلى من الماء، ولكن عند نزول السفينة في البحر نلاحظ أنها تطفو، حيث تعمل السفينة على إزاحة جزء كبير من الماء الذي تغوص فيه، وهذا يتسبب في ارتفاع مستوى الماء للأعلى بكمية يفوق حجمها حجم السفينة، لذا تصبح كثافة السفينة أقل من كثافة الماء، وهذا من شأنه أن يحافظ على توازن السفينة في الماء، حيث تعمل قوة الدفع على رفع السفينة للأعلى. لماذا السفينة لا تغرق، لأن السفينة تتكون من هيكل كبير يحتوي بداخله فراغاً مملوءً بالهواء، وهذا يجعل كثافة السفينة أقل من كثافة الماء، كما تؤثر قوة دفع كبيرة على السفينة، تجعلها ترتفع للأعلى وتطفو على سطح الماء، لذلك عندما يمتلئ الفراغ في داخل السفينة بالماء، تغرق السفينة لأن كثافتها تصبح أعلى من كثافة الماء.
فسخر الله سبحانه البحار وجعلها تتمتع بقوة تؤثر على السفن، وفق قانون ( دافعة) أرخميدس: وهي قوة شاقولية تتجه إلى الأعلى وتؤثر على الأجسام غير الذوابة في السائل، وتساوي أيضاً وزن السائل المزاح، وتعطى بالعلاقات التالية:
حيث f: قوة ضغط السوائل (قوة أرخميدس)، ρ: كثافة السائل (الماء). V: حجم الجسم المغمور في السائل، ll: تسارع الجاذبية الأرضية. حاجة السفن إلى الجسم المغمور
نلاحظ من القانون: أن دافعة أرخميدس تزداد بزيادة حجم الجسم المغمور في الماء، لذلك يكون حجم السفينة كبير، وهو شرط من شروط توازنها، فشبَّه القرآن الكريم السفن في البحر بالجبال، وهنا نجد دقة اللفظ القرآني من الناحية العلمية، فقال سبحانه: ﴿ وَمِنْ آَيَاتِهِ الْجَوَارِ فِي الْبَحْرِ كَالْأَعْلَامِ ﴾ فالجبال مثل الأوتاد التي نرى قسماً منها ظاهراً فوق الأرض والآخر يكون أسفلها، فقال الله تعالى: ﴿ وَالْجِبَالَ أَوْتَادًا ﴾.