چرا کشتی در آب فرو نمی رود + دانلود فایل

چرا کشتی در آب فرو نمی رود

• آیا تابحال فکر کرده اید که یک کشتی بزرگ چگونه می تواند بدون غرق ‏شدن در روی آب حرکت کند؟
• آیا می دانید چرا یک کنده درخت در سطح آب به حالت معلق می ماند و ‏هرچه آن را به پایین فشار دهیم و رها کنیم، بلا فاصله به بالای سطح آب ‏می گردد؟
• چرا اگر یک سنگ در آب بیندازیم، بلافاصله در آب فرو می رود و هر چه ‏تلاش کنیم نمی‌توانیم آن را در سطح آب نگاه داریم؟
• دلیل پدیده‌های فوق و هزاران پدیده دیگر مانند آنها را که در زندگی روزمره ‏خود مشاهده می‌کنیم، نیروی ارشمیدس یا نیروی شناور شدن است.‏

تعریف شناور شدن:

هرگاه جسمی را در داخل شاره‌ای غوطه ور کنیم، نیرویی برابر با وزن ‏شاره جابجا می شود. توسط آن ، بر آن وارد می گردد، که این نیرو را ‏نیروی ارشمیدس و یا نیروی شناوری می گویند. این بیان در واقع همان ‏اصل ارشمیدس است که از زمان یونان باستان شناخته شده است.‏

آزمایش ساده :‏

یک تکه سنگ انتخاب کنید. و آن را از یک ترازو آویزان نموده و جرم آن را ‏یادداشت کنید. حال آن را در داخل یک ظرف آب فرو ببرید و دوباره جرم آن ‏را از روی ترازو بخوانید. اختلاف میان دو جرم با جرم آب جابجا شده برابر ‏است. چون چگالی آب برابر هزار کیلو گرم بر متر مربع است، تعداد جرم بر حسب گرم ‏برابر است با حجم بر حسب سانتی متر مکعب ، که با حجم سنگ نیز ‏برابر است. با تقسیم جرم سنگ بر حجم آن چگالی سنگ بدست می ‏آید.‏

چرا یک قطعه آهن بر خلاف کنده درخت در آب فرو می رود؟

وقتی که یک کنده درخت در آب غوطه ور است، مقداری آب برابر با آب هم ‏حجم خودرا جابجا می کند. اما وزن آب از وزن کنده بیشتر است و لذا ‏نیروی شناوری از نیروی وزن بیشتر است. این قضیه فقط زمانی صادق ‏است که چگالی کنده از چگالی آب کمتر باشد. عموما اگر چگالی شاره از ‏چگالی جسم بیشتر باشد، جسم در شاره شناور می شود. بنابراین ‏دلیل اینکه یک قطعه آهن یا سنگ بلافاصله در داخل آب فرو میرود، این ‏است که چگالی این اجسام از چگالی آب بیشتر است.‏

علت غرق شدن یک کشتی بزرگ در دریا :‏

اگر در روی جدول‌هایی که در کتاب‌های مختلف وجود دارد، چگالی فولاد را ‏پیدا کنیم. ملاحظه می کنیم که چگالی فولاد هفت برابر چگالی آب ‏است، ولی با وجود این کشتی در آب فرود نمی‌رود. و در سطح آن باقی ‏می ماند. این بدان دلیل است که کشتی عمدتا از هوا تشکیل شده ‏است تا آب. بنابر این ، اگر حجم هوای داخل کشتی را نیز به حساب آوریم، ‏چگالی متوسط کشتی خیلی کمتر از چگالی آب می گردد. بنابراین با ‏ملاحظه هوای داخل کشتی ، چگالی متوسط کشتی از چگالی متوسط ‏آب کمتر خواهد بود.‏