تعليم

لماذا لا تغرق السفن المصنوعة من الحديد؟

لماذا لا تغرق السفن المصنوعة من الحديد؟

 

لماذا لا تغرق السفن المصنوعة من الحديد؟كيف كان تفكير 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، ماهومنطق 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 لا تغرق السفن المصنوعة من الحديد؟

 قانون الكثافة

في قوانين الفيزياء نجد كثافة المادة = الكتلة/ الحجم

من خلال القانون السابق نستطيع أن نتحكم في كثافة الجسم الذي يطفو فوق سطح الماء عن طريق تغيير حجمه مع ثبات كتلته، نفس قطعة الحديد المصمتة التي غرقت نعمل على تغيير كثافتها بحيث تكون أقل من كثافة المياه كي تطفو وكل ماعلينا فعله هو زيادة حجمها  حتى تصبح كثافتها أقل من كثافة الماء لكن كيف ذلك؟
نقوم بزيادة حجم القطعة الحديدية بعمل تجويف أو فراغ وسيمتلئ التجويف بالهواء ومن المعلوم أن كثافة الهواء أقل من كثافة الماء ففي تلك الحالة سيصبح متوسط كثافة الجسم الطافي عبارة عن متوسط كثافة الحديد بالإضافة الي كثافة الهواء أقل من كثافة المياه لذلك يطفو الجسم الحديدي الطافي فوق سطح الماء.

 قانون الطفو ومبادئ أرخميدس

التفسير العلمي لما حدث وضحه أرخميدس في مبادئه، أو كما تعرف بقانون الطفو تنص على أن :

  1. الجسم المغمور في سائل لا يتفاعل معه و لا يذوب فيه و حجم السائل المزاح يساوي حجم الجسم المغمور.
  •  بتطبيق تلك القاعدة على السفن سنجد أن حجم الماء المزاح من مياه البحر يساوي حجم الجزء المغمور من بدن السفينة.
  •  لمعرفة كمية الماء المزاح نقوم بضرب حجم الجزء المغمور من بدن السفينة في كثافة مياه البحر.

2. السائل يدفع الجسم إلى أعلى بقوة و أن قوة الدفع  تساوي وزن السائل المزاح .

لماذا لا تغرق السفن المصنوعة من الحديد؟

السفينة تقع تحت تاثير قوتين هما قوة الطفو وتعمل لدفع السفينة ﻷعلي وقوة وزن السفينة وتعمل لأسفل، الفرق بين القوتين إذا كان موجبا أو متعادلا ستطفو السفينة وإذا كان سالبا ستغرق السفينة.

 

السابق
يختلف القمر عن الارض
التالي
كيف تكتب نصاً إرشادياً