العلوم الفيزيائية — ميكانيك الموائع: مبدأ أرخميدس والطفو — الأولى ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

ميكانيك الموائع: مبدأ أرخميدس والطفو

ميكانيك الموائع تدرس سلوك السوائل والغازات في حالة السكون والحركة. مبدأ أرخميدس يشرح ظاهرة الطفو التي تفسر لماذا تطفو السفن وتغوص الغواصات.

الكثافة والكتلة الحجمية

الكتلة الحجمية = m/V (kg/m^3)
كثافة الماء: 1000 kg/m^3
كثافة الزئبق: 13600 kg/m^3
كثافة الهواء: 1.2 kg/m^3

مبدأ أرخميدس

كل جسم مغمور في مائع يتعرض لقوة دفع رأسية من الأسفل إلى الأعلى تساوي وزن حجم المائع المزاح.
F = كثافة المائع × الحجم المغمور × g
حيث F قوة الدفع (N)، g تسارع الجاذبية (9.81 m/s^2).

مثال

مكعب معدني حجمه 0.1 m^3 يغمر بالكامل في الماء:
F = 1000 x 0.1 x 9.81 = 981 N

شرط الطفو

– إذا كان وزن الجسم > قوة الدفع: يغوص
– إذا كان وزن الجسم = قوة الدفع: يطفو على السائل (توازن)
– إذا كان وزن الجسم < قوة الدفع: يصعد حتى يطفو

تمارين

1. كرة معدنية حجمها 0.002 m^3 وكتلتها 5 kg. هل تطفو في الماء؟ (g=10 m/s^2)
2. سفينة وزنها 10^7 N تطفو على الماء. أحسب حجم الماء المزاح.
3. جسم وزنه 30N في الهواء ووزنه 25N عندما يغمر في الماء. أحسب حجم الجسم.
4. بالون مملوء بالهيليوم حجمه 500 m^3. كثافة الهواء 1.2 kg/m^3 وكثافة الهيليوم 0.18 kg/m^3. أحسب قوة الرفع الصافية للبالون.
5. لماذا تطفو قطعة الخشب ويغوص مسمار الحديد مع أن كليهما صلب؟

للاستزادة، راجع درس الضغط في السوائل: مبدأ باسكال ودرس توازن جسم صلب خاضع لقوتين.

📍 دروس مشابهة:

• اختبار الثلاثي الثاني للسنة الثالثة متوسط 2014/2015
• الكيمياء الجامعية — الكيمياء العضوية: الألكانات والألكينات
• وزارة التربية تؤكد على التكفل النفسي بالمقبلين على امتحان البكالوريا