الدرس الرابع: مبدأ أرخميدس

لماذا يشعر الشخص الذي يسبح في حوض السباحة بأن جسمه أخف؟

وذلك بسبب قوة الطفو وهي قوة دفع السائل للأجسام المغمور فيه كلياً أو جزئياً وتتجه نحو الأعلى لذا يشعر الشخص الذي يسبح في حوض سباحة بأن جسمه أخف.

هل تطبق قاعدة أرخميدس على الغازات؟

نعم، لأن الغازات من الموائع ولأن قاعدة أرخميدس تنص على:

(أن قوة الطفو المؤثرة في جسم مغمور في سائل أو غاز هي قوة متجهة نحو الأعلى ومقدارها يساوي وزن كمية السائل أو الغاز التي أزاحها الجسم).

لماذا تطفو بعض الأجسام وبعضها الآخر يغطس عندما توضع على سطح الماء؟

بعض الأجسام تطفو في سائل عندما يكون وزن الجسم مساوياً أو أقل لقوة الطفو وكثافة الجسم أصغر من كثافة السائل وأخرى تغوص لأن وزن الجسم أكبر من قوة الطفو وكثافته أكبر من كثافة السائل.

الفكرة الرئيسة:

1) ما قوة الطفو؟

قوة الطفو: هي قوة دفع السائل للأجسام المغمورة فيه (غمراً جزئياً أو كلياً) وتتجه شاقولياً نحو الأعلى.

2) ما المقصود بمبدأ أرخميدس؟

مبدأ أرخميدس: إن قوة الطفو المؤثرة في جسم مغمور في سائل أو غاز هي قوة متجهة نحو الأعلى ومقدارها يساوي وزن كمية السائل أو الغاز التي أزاحت الجسم.

المفردات:

3) ما العوامل التي تعتمد عليها قوة الطفو؟

تعتمد على كثافة الجسم وحجمه.

4) ما الذي يجعل سائل زيت الزيتون يطفو على سطح الماء؟

لأن كثافة زيت الزيتون أقل من كثافة الماء.

5) أيهما يسلط قوة طفو أكبر على الجسم الطافي، السائل الأكثر كثافة أم السائل الأقل كثافة؟ ولماذا؟

السائل الأكثر كثافة لأن الأجسام المغمورة في سائل تطفو إذا كانت كثافتها أصغر من كثافة السائل.

لأن كثافة زيت الزيتون أقل من كثافة الماء.

6) كيف يمكن لسمكة أن تغير موقعها في أعماق مختلفة داخل الماء؟

وذلك بسبب أن وزن جسم السمكة يساوي قوة الطفو وكثافة جسمها تساوي كثافة الماء لذا يمكن للسمكة أن تغير مواقعها في أعماق مختلفة داخل الماء.

7) ما السبب الذي يجعل الباخرة المصنوعة من الحديد تطفو في المياه بينما تغطس كرة الحديد في الماء؟ ومن العلم أن كثافة الحديد أكبر من كثافة الماء.

تغوص قطعة الحديد لأن وزنها أكبر من قوة الطفو وكثافتها أكبر من كثافة الماء بينما تطفو الباخرة المصنوعة من الحديد وذلك بسبب وجود تجويف كبير في البواخر يزيد من حجمها ويقلل من كثافتها الكلية فتصبح كثافتها أقل من كثافة الماء فيزداد مقدار قوة الطفو عندما تطفو على سطح الماء.

1) كيف تحدد فيما إذا كان الجسم سيطفو أو يغطس؟

من معرفة وزن الجسم وكثافته يمكن تحديد هل أن الجسم سيطفو أو يغطس.

2) لماذا يستعين المبتدئ بالسباحة بإطار مطاطي منفوخ؟

يستعين المبتدئ بالسباحة بإطار مطاطي منفوخ لزيادة حجم الجسم مما يؤدي إلى نقصان كثافته الكلية فتصبح كثافة السباح والإطار أقل من كثافة الماء فتجعل السباح يطفو.

3) ما الذي يجعل قطعة الحديد تغطس في الماء بينما تطفو على سطح الزئبق؟

لأن كثافة الحديد أكبر من كثافة الماء فتغطس في الماء وكثافة الحديد أصغر من كثافة الزئبق فتطفو على سطح الزئبق.