كيف تطفو السفن فوق الماء ؟

كيف تطفو السفن في الماء ؟

هذا هو السؤال الذي جعلنا نتساءل عندما كنا أطفالاً ، كيف و لماذا يطفو جسم ثقيل جداً ولا يغرق؟ و هو يطفو فحسب بل يحمل معه الكثير من البضائع في بعض الأحيان.

حسناَ، اليوم سوف نفهم لماذا تطفو السفن! الآن، كل شيء في العالم تحكمه الفيزياء الكلاسيكية و كذلك هذه الظاهرة.

قبل أن ننتقل إلى العلوم و الرياضيات التي تفسر لماذا تطفو السفن، علينا أن نقدم بعض الإحترام للرجل الذي بسببه تمكنا من معرفة جواب هذا السؤال الفضولي، هذا الرجل هو أرخميس ، لم يكن أرخميس عالماً فحسب ، بل أكثر من ذلك ، لقد كان عبقرياً لدرجة أن بعض الناس كان يعتبرونه متخلف عقلياً و مجنون.

تقول الحكاية أنه كان هنالك ملك قد أعطى مهمة لتحديد ما إن كان تاجه مصنوع من ذهبٍ نقي أم لا ، و لقد كان أرخميس يستحم في حوضه ، و يفكر في المهمة التي أعُطيت من قبل الملك , و لا أحد يعرف ما الذي حدث ولكن بطريقة ما، حركة الماء في الحوض أدت به إلى إستنباط مبدأ أرخميس.

ينص مبدأ أرخميس على أن ” قوة الطفو العمودية التي تؤثر على الجسم المغمور في السائل، سواء كان مغموراً بالكامل أو جزئياً ، يساوي وزن السائل الذي يزيحه الجسم”.

إذاً، كيف تتوافق هذه المهمة مع هذه المعادلة أو سؤالنا ” لماذا تطفو السفن؟ ”
حسناً ،نرى بوضوح تام أنه عندما يكون وزن الجسم أقل من وزن المائع الذي يزيحه، فإن هذا الجسم سوف يطفو ولا يغرق ، اذن فاللعبة هنا هي الوزن ضد الحجم.

مثلاً : دعونا نأخذ جسم حجمه 10 متر مكعب ، و يزن 20 طناً مترياً ، ضعه فوراً في الماء ،و شاهد ماذا سيحدث ، بشكل طبيعي سوف يغرق ، لأن كمية الماء المزاحة أكبر بكثير من حجم الجسم.

الآن، دعونا نزيد حجم الجسم ، لنفرض 20 متر مكعب مع الحفاظ على نفس الوزن ، مرة آخرى لنضعه في الماء و نشاهد ماذا سيحدث ، الجسم لن يغرق و لن يطفو ، السبب هو أن كمية الماء المزاحة تساوي حجم الجسم

الآن لنفرض أننا زدنا في الحجم و أصبح 30 متر مكعب و حافظنا على نفس الوزن، الآن لدينا جسم يطفو في الماء لأسباب واضحة.

و نفس الشيء يحدث في حالة السفينة، يتم تصميم السفن بطريقة تجعل كمية المياه المزاحة أكبر من وزنها دائماً , ولهذا تطفو السفن في الماء , و تتمتع السفن الحديثة بآلية تتحكم في الطفو و التي تقوم بتعديلات وفقاَ لوزن السفينة.

المصدر : كيف تطفو السفن في الماء 

للنشر