متى يطفو الجسم على سطح الماء

متى يطفو الجسم على سطح الماء ؟ حيث إن ظاهرة الطفو منتشرة في كل مكان من حولنا، فيكف تطفو الأجسام الكبيرة مثل السفن، وتغرق الأجسام الصغير في الماء مثل المسامير، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن قوة الطفو، كما وسنوضح سبب طفو الأجسام على الماء.

ما هو الطفو

الطفو (بالإنجليزية: Buoyancy)، هو ظاهرة تحرك الأجسام وإندفاعها إلى أعلى أسطح السوائل، وهي القوة التي تمارس على جسم مغمور جزئياً أو كلياً في سائل، حيث يحدث الطفو بسبب الإختلافات في الضغط الذي يعمل على جوانب متقابلة من الجسم المغمور في سائل ثابت، ويمكننا القول أن الطفو هو ظاهرة تحدث بسبب قوة الطفو، وقوة الطفو هي القوة الصاعدة التي يطبقها السائل على الجسم عند وضعه في السائل أو غمره فيه، وحدة قوة الطفو هي نيوتن N، وعندما يكون الجسم في الماء، فإنه يزيح كمية من الماء بسبب وزنه وحجمه، بحيث تكون كمية الماء المزاح مساوية لكمية المادة الموجودة في الماء، حيث يعتمد الطفو على كثافة ومساحة أسطح الأجسام، وأنه عندما يتم غمر جسم ما في سائل فإنه يواجه قوة تصاعدية تعرف بإسم القوة الطافية، وهي عبارة عن قوة صاعدة يمارسها مائع يقاوم وزن جسم مغمور في سائل، كما وإن الضغط الموجود في الجزء السفلي من جسم مغمور في السائل أكبر من الضغط الموجود في الجزء العلوي، وينتج عن الإختلاف في هذا الضغط قوة صاعدة صافية على الجسم والتي نعرفها بأنها الطفو.[1]

متى يطفو الجسم على سطح الماء

يطفو الجسم عندما يتم موازنة قوة الوزن المؤثرة عليه بدفع الماء لأعلى على الجسم، ويزداد دفع الماء لأعلى مع زيادة حجم الجسم الموجود تحت الماء، ولا يتأثر بعمق الماء او بكمية الماء، وإذا كانت قوة الوزن لأسفل أكبر من قوة دفع الماء لأعلى على الجسم فسيغرق الجسم، ويمعنى أخر إذا كان وزن جسم ما أقل من وزن الماء المزاح تكون كثافة الجسم أقل من كثافة الماء، وبالتالي فإن الجسم سيطفو على سطح الماء، أما إذا كان وزن الجسم أكبر من وزن الماء المزاح، تكون كثافة الجسم أكبر من كثافة الماء، وبالتالي سيغرق الجسم، كما وتطفو العديد من الاجسام المجوفة والتي تحتوي على الهواء بشكل عام، وذلك لأن الاجسام المجوفة مثل السفن تزيد من حجم الجسم مع زيادة بسيطة في وزنه، ولكن ليس من الضروري أن يحتوي الجسم على الهواء لكي يطفو.[3]

ما هي الكثافة

الكثافة (بالإنجليزية: Density)، هي النسبة بين الكتلة والحجم أو الكتلة لكل وحدة حجم، وهي مقياس لمقدار كمية المادة التي يحتويها جسم ما في وحدة حجم المتر المكعب، وتعد الكثافة في الأساس مقياساً لمدى تماسك المادة معاً، وتم إكتشاف مبدأ الكثافة بواسطة العالم اليوناني أرخميدس، إن الكثافة خاصية مميزة للمادة، وعلى سبيل المثال إن وزن صندوق حجمه 1 متر مكعب من الحديد، لا يساوي وزن صندوق حجمه 1 متر مكعب من القطن، ورغم تساوي الأحجام الا إن كثافة الحديد أكبر بكثير من كثافة القطن، ولذلك يكون وزن صندوق الحديد أكبر من وزن صندوق القطن المتساويين في الحجم، وفي الواقع إن طفو الأجسام بالسوائل يعتمد بشكل كبير على كثافتها، كما وتتأثر كثافة الأجسام بدرجات الحرارة والضغط المؤثر عليها، كما وإن الكثافة تتحكم بطبيعة المادة، فإن كانت كبيرة أصبحت المادة صلبة وإن كانت الكثافة متوسطة أصبحت المادة سائلة وإن كانت الكثافة صغيرة أصبحت غازية.[2]

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا بالتفصيل متى يطفو الجسم، كما ووضحنا معنى قوة الطفو، وذكرنا العلاقة بين قوة الطفو وكثافة الأجسام.