العلوم الفيزيائية — قوة أرشميدس: قاعدة الطفو والغوص — الأولى ثانوي — المنهاج الجزائري

قوة أرشميدس: قاعدة الطفو والغوص

قوة أرشميدس هي قوة دفع تؤثر بها الموائع (السوائل والغازات) على الأجسام المغمورة فيها. هذه القوة تفسر ظاهرة طفو السفن وغوص الغواصات. سنتعرف في هذا الدرس على مبدأ أرشميدس.

مبدأ أرشميدس

ينص مبدأ أرشميدس على أن: كل جسم مغمور في مائع يتعرض لقوة دفع رأسية من الأسفل إلى الأعلى تساوي وزن حجم المائع المزاح. قوة أرشميدس F = ρ(المائع) × V(المزاح) × g حيث ρ كثافة المائع و V الحجم المزاح و g تسارع الجاذبية.

شروط الطفو والغوص

إذا كان وزن الجسم أكبر من قوة أرشميدس، يغوص الجسم. إذا كان وزن الجسم يساوي قوة أرشميدس، يطفو الجسم على أي عمق. إذا كان وزن الجسم أقل من قوة أرشميدس، يطفو الجسم على السطح.

تطبيقات

طفو السفن: رغم أن السفينة مصنوعة من الحديد (كثافته 7.8)، فإنها تطفو لأن شكلها المقعر يزيح كمية كبيرة من الماء، مما يولد قوة دفع كبيرة. الغواصة: تتحكم في طفوها عن طريق ضخ الماء أو الهواء في خزانات خاصة.

تمارين

تمرين 1: مكعب من الخشب طول ضلعه 10 cm وكثافته 600 kg/m3 يطفو على الماء. احسب عمق الغمر.

تمرين 2: جسم كتلته 500 g وحجمه 200 cm3. هل يطفو أم يغوص في الماء؟ (كثافة الماء 1000 kg/m3)

للمزيد من الدروس، راجع: الكميات الفيزيائية الأساسية والمشتقة و الضغط في السوائل.