على الرغم من أنها كانت شائعة في البحار حول العالم لعدة قرون ، إلا أن السفن الكبيرة لا تزال لغزا لبعض الناس. في مواجهة مثل هذه الإنشاءات الفخمة ، يبقى سؤال: لماذا تطفو السفن؟

الجواب أبسط مما يبدو ، وقد تم اكتشافه منذ قرون من قبل الملاحين والمهندسين الذين يحتاجون إلى حلول للاستكشاف البحري. باختصار ، يمكن الإجابة عليها بمساعدة مفهومين.

لذلك ، دعونا نفهم المزيد عن الكثافة ومبدأ أرخميدس ، لإخماد الشك.

الكثافة

الكثافة عبارة عن حلوى يتم تحديدها من نسبة الكتلة لكل وحدة حجم لأي مادة. لذلك ، لكي يتمكن الجسم من الطفو ، مثل السفن ، يجب توزيع الكتلة على حجم كبير.

هذا لأنه كلما زاد توزيع الكتلة ، كلما قلت كثافة الكائن. بمعنى آخر ، الإجابة على السؤال "لماذا تطفو السفن؟" هو: لأن متوسط ​​كثافته أقل من كثافة الماء.

نظرًا لأن معظم الأجزاء الداخلية للسفن تتكون من الهواء ، حتى لو كانت تحتوي على مركبات فولاذية ثقيلة ، فإنها لا تزال قادرة على الطفو.

يمكن رؤية نفس المبدأ عند مقارنة مسمار بلوح الستايروفوم ، على سبيل المثال. على الرغم من أن الظفر أخف وزنًا ، إلا أنه يغوص بسبب كثافته العالية مقارنة بكثافة الستايروفوم المنخفضة.

مبدأأرخميدس

كان أرخميدس عالم رياضيات ومهندسًا وفيزيائيًا ومخترعًا وعالم فلك يونانيًا عاش في القرن الثالث قبل الميلاد. من بين أبحاثه ، قدم مبدأ يمكن وصفه بأنه:

"كل جسم مغمور في سائل يعاني من تأثير قوة (دفع) عموديًا لأعلى ، والتي تساوي شدتها وزن السائل المزاح من الجسم. "

أي أن وزن السفينة التي تزيح الماء أثناء حركتها يتسبب في رد فعل للماء على السفينة. في هذه الحالة ، الإجابة على السؤال "لماذا تطفو السفن؟" سيكون شيئًا مثل: لأن الماء يدفع السفينة لأعلى.

تتسبب السفينة التي يبلغ وزنها 1000 طن ، على سبيل المثال ، في قوة تعادل 1000 طن من الماء على بدنها ، مما يضمن دعمها.

لماذا تطفو السفن حتى في المياه القاسية؟

تم تصميم السفينة بحيث تستمر في الطفو ، حتى مع التأرجح الناتج عن الأمواج. يحدث هذا لأن مركز جاذبيته يقع أسفل مركز الدفع ، مما يضمن توازن الوعاء.

عندما يكون الجسم عائمًا ، فإنه يخضع لتأثير هاتين القوتين. عندما يتطابق المركزان ، يكون التوازن غير مبال. في هذه الحالات ، يظل الكائن في الموضع الذي تم وضعه فيه في البداية. ومع ذلك ، فإن هذه الحالات أكثر شيوعًا مع الكائنات المغمورة تمامًا.

من ناحية أخرى ، عند الغمرجزئيًا ، كما هو الحال في السفن ، يتسبب الميل في تغيير حجم الجزء المائي المتحرك لمركز الطفو. يتم ضمان الطفو عندما يكون التوازن مستقرًا ، أي أنها تسمح للجسم بالعودة إلى الوضع الأولي.

المصادر : Azeheb ، Brasil Escola ، EBC ، Museu Weg

الصور : CPAQV ، معلم كنتاكي ، الرحلات البحرية العالمية ، Brasil Escola