كنت أتجوّل مع عائلتي على الشاطئ، ورأيت كيف تطفو السفينة فوق الماء، فخطر لي سؤالًا حول لماذا لا تغرق السفينة في البحر؟ وكيف تسير في البحر؟ وكم يبلغ عمقها تحت الماء؟ كما أود معرفة لماذا الخشب لا يغرق في الماء؟
1 إجابة واحدة
من خلال دراستي لقوانين أرخميدس، لا تغرق السفينة في البحر بفضل قوّة الطفو التي تعرف بأنّها مقدار القوة المؤثرة على جسم في سائل والتي تساوي وزن السائل المزاح، وتكون بعكس اتجاه وزن الجسم أي للأعلى، فكلّما كان حجم الجسم أكبر كلّما أزاح وزناً أكبر من الماء وبالتالي سيطفو.
لا يحدد الحجم فقط مقدار الطفو إذ يجب أن تكون قوّة الطفو أكبر من قوّة الجاذبيّة ليطفو الجسم، وتعتمد قوة الجاذبية على كتلة الجسم والعلاقة بينهما طرديّة، فكلّما قلّت الكتلة كلّما كانت قوّة الجاذبيّة أقل، والعلاقة بين قوّة الجاذبيّة وقوة الطفو عكسيّة فكلّما قلّت قوّة الجاذبيّة كلّما كانت قوّة الطفو أكبر.
في حالة السفينة فإنّ كتلة المعدن كبيرة وبالتالي قوّة الجاذبيّة أكبر من قوّة الطفو، وبالرغم من ذلك فإنّها تطفو لانّ الفولاذ مفرّغ من الداخل وممتلئ بالهواء، وكتلة الهواء قليلة لذلك تطفو السفينة، ويطفو الخشب لأنّ كتلته قليلة أي قوّة جاذبيته قليلة وبالتالي فإنّ قوّة الطفو ستكون كبيرة.
تعتمد نسبة الجزء المغمور من السفينة في الماء على حجم السفينة وحجم الحمولة التي تستوعبها، فكلّما كانت السفينة أكبر كلّما كان الجزء المغمور أكبر ليدفع كميّة أكبر من الماء.
تسير السفن في الماء بواسطة الدفع المحوريّ الذي يولّد بفضل وجود مروحة تعمل بعكس اتجاه المياه، وتتحرّك للأمام أو الخلف بفضل الدفع الأماميّ أو الخلفيّ.