ملتقى الفيزيائيين العرب - عرض مشاركة واحدة - ممكن الدخول بخصوص قوة الطفو
عرض مشاركة واحدة
  #5  
قديم 09-01-2010, 21:28
الصورة الرمزية الفيزياووية
الفيزياووية
غير متواجد
فيزيائي متمكن
 
تاريخ التسجيل: Mar 2006
المشاركات: 231
افتراضي رد: ممكن الدخول بخصوص قوة الطفو

قوة دفع السائل (قوة الطفو) ... لو غمرت قطعة فلين في الماء وتركتها ستجدها ترتفع الى سطحه دليل على وجود قوة تدفعها نحو الأعلى . وايضا السابح في الماء يشعر بقوة دفع الماء له نحو الأعلى . ولو علقنا جسما في قبان حلزوني ولاحظنا وزنه في الهواء ثم غمرنا الجسم في الماء يظهر ان وزن الجسم مغمور في الماء اقل من وزنه وهو في الهواء مما يثبت وجود قوة دفع عليه نحو الاعلى عند غمره في الماء وهكذا لو غمر في اي السائل اخر فكل جسم يغمر في سائل يتعرض لقوة دافعه نحو الاعلى ... ولهذا لقد اكتشف العالم أرخميدس (287_212) قبل الميلاد ... وان القوة دفع السائل للاجسام المغمورة فيه تساوي وزن السائل المزاج ثم اثبتت التجارب ان هذه القاعدة تشمل الاجسام المغموره في الغازات ايضا ومنها الهواء لذا يمكن وضع قاعدة ارخميدس بالصيغة التالية ((( كل جسم يغمر في مائع(السوائل والغازات) تتولد عليه قوة دافعة نحو الاعلى مقدارها يساوي وزن المائع المزاح ))) ..... واذا تريد ان تثبت كلامنا بتجربة وهي اثبات قاعدة ارخميدس والتجربة هي :-
الأدوات ....... اسطوانتا أرخميدس (وهما اسطوانتان معدنيتان احداهما صلدة والاخرى مجوفة وحجم التجويف مساوٍ الى الحجم الخارجي للاسطوانة الصلدة ) وميزان وقدح فيه ماء .
العمل والاستنتاج .......... نعلق الاسطوانة المجوفة في احد طرفي ذراع الميزان ونعلق في اسفلها الاسطوانة الصلدة ونضع اثقالا في كفة الطرف الثاني للذراع حتى تتعادل الذراع اي يتعادل الميزان ثم نضع قدح الماء تحت الاسطوانة الصلدة بحيث تنغمر فيه كليا . ونجد ان توازن الميزان يختل مشيرا الى حدوث نقص ظاهري في وزن الاسطوانة عند غمرها في الماء وعند سكب ماء في الاسطوانة المجوفة حتى تمتلئ تماما يعود تعادل الميزان ما يثبت ان النقصان الظاهري في وزن الاسطوانة عند غمرها في الماء يساوي وزن الماء المضاف . وبما ان حجم التجويف يساوي حجم الاسطوانة الصلدة وهذا يساوي حجم الماء المزاح فالنقصان الظاهري في وزن الاسطوانة بعد غمرها في الماء يساوي وزن الماء المزاح . ويمكن وضع علاقة رياضية لقاعدة ارخميدس وهي :-
(((( وزن الجسم في الهواء - وزن الجسم في الماء = وزن الماء المزاح ))))
ويستفاد من هذه العلاقة في حساب قوة الدفع السائل للجسم المغمور فيه كليا او جزئيا او حساب حجم الجسم او كثافته ...
ولو وضعت بيضة في اسطوانة فيها ماء بهدوء تجدها تستقر في القعر وهذه ليست حالة طفو . واما لو وضعتها في ماء مالح بنسبة مناسبة لأمكنك جعلها معلقه فيه طافية وهي مغموره كليا وهذه حالة اتزان لها فتجدها تبقى في مكانها أينما وضعتها داخل المحلول واذا زدت تركيز المحلول فستجدها ترتفع الى السطح وتتزن عليه ويبرز جزء منها فوق سطح المحلول وهي حالة طفو ايضا . ومن ذلك نجد ان الجزء البارز من الاجسام الطافية من سائل يزداد كلما زدادت كثافة ذلك السائل ..
((( عندما يغمر جسم كليا او جزئيا في السائل يكون الجسم تحت تأثير قوتين هما قوة (وزن الجسم) وهي قوة تتجه نحو الأسفل وقوة دفع السائل له وهي قوة تتجه شاقوليا نحو الأعلى . وان الفرق بينهما يمثل الوزن الظاهري للجسم في السائل وفي حالة الأتزان تتساوى هاتان القوتان وتكونان خط فعل واحد اذن الوزن الظاهري للجسم الطافي يساوي( صفراً ).....))))
فتكون الصيغة الرياضية لقاعدة ارخميدس في حالة الجسم الطافي هي ..........:-
(( وزن الجسم الطافي في الهواء = وزن الماء المزاح ))
ولتوضيح اكثر نقوم بتجربة نثبت بيها الصيغة الرياضية لقاعدة ارخميدس للاجسام الطافية والتجربة هي :-
الادوات ... مفيضة وجسم يطفو في الماء ( كقطعة خشب او فلين ) قبان وكأس .
العمل والاستنتاج .......... نزن الجسم في الهواء ونزن الكأس وهو فارغ ثم نملأ المفيضة بالماء تماما ونضع الكأس تحت فوهتها الجانبية ثم نترك الجسم بهدوء ليطفو في ماء وعاء الفيض ونجمع الماء المزاح في الكأس ونزن الكأس والماء الذي بداخله لحساب وزن الماء المزاح فنجد ان ....
(( وزن الجسم الطافي في الهواء = وزن الماء المزاح ))
ومن مثال تطبيقات طفو الاجسام ( السفن والغواصات) فالسفن والبواخر تطفو في الماء لان وزنها مع وزن كل ما تحمل يكون اقل من وزن الماء المزاح فيما لو غمرت كليا . لذلك يبرز جزء منها فوق سطح الماء ليصبح حجم الماء المزاح اقل من حجمها الكلي . اذ يتعادل وزنها مع وزن الماء المزاح وكذلك الغواصات تحتوي على احواض يمكن ملؤها بالماء وتفريغها منه حسب الحاجة . فاذا كانت طافية كان وزنها مساويا الى وزن الماء المزاح . واذا زيد الماء في الاحواض اصبح وزنها اكبر من وزن الماء المزاح سابقا فتأخذ بالنزول الى عمق معين اذ يتعادل الوزنان واذا اخرج جزء من ماء الاحواض فيها قل وزنها وأخذت بالصعود ....... (( طبعا تمنيت لو استطيع الرسم لك رسوم توضيحية لتجارب ولكن لا اعرف كيف ارسمها اعذرني ...... ان شاء الله تستفادو منها
رد مع اقتباس