موضوعا عن مفهوم الطفو

hanan2022-03-11

1٬321 3 دقائق

اكتب موضوعا اوضح فيه مفهوم الطفو، الطفو هوَ ظاهرة تحرك الأجسام في السوائل والغازات، وهو ما يحدد إذا ما كان الجسم داخل السائل سوف يطفو أو يغرق، أي أنّه مقياس للفرق بين كثافة الجسم والسوائل أو الغاز الذي يحل محله، وكان أول من اكتشف الطفو هو عالم الرياضيات اليوناني أرخميدس

مقدمة موضوعا اوضح فيه مفهوم الطفو

يحدث الطفو عندما يتم غمر جسم ما في السائل، فالجسّمُ حينها سيتعرضُ إلى قوة طفو، هذه القوة نتجتْ السائلُ الذي غُمِرَ فيّه الجسم، فقد أثر السائل بقوة تصاعديّة على الجسم حتى يطفو لأعلى، وقد أثر وزن الجسم عليّه بقوة تنازليّة تدفعهُ لأسفل، فالطفوَ هوَ القوة التي تؤثرُ على الأجسامِ المغمورة في السوائل من خلال دفعها للأعلى، وينص مبدأ أرخميدس للطفو الذي اكتشفه العالم اليوناني أرخميدس على أنّ القوة المؤثرة على أي جسم ساكن مغمور كليًا أو جزئيًا في سائل أو غاز هي قوة تصاعدية تُعرف بقوة الطفو، وتساوي هذه القوة وزن السائل المُزاح من الجسم المغمور.

اكتب موضوعا اوضح فيه مفهوم الطفو

في الحديثِ عن الطفو لا بدّ من التطرقِ إلى شروحاتِ علم الفيزياءِ، وقانون أرخميدسْ، وما إلى ذلك، حيثُ أنّ فيهِ توضيحاً مبسط وسلس لآليّة طفوَ الأجسامِ، والعلاقاتِ المُختلفة بينَ طفو الأجسام، وكثافتها، وحجمَ الجسّم المغمورِ أيضًا، إلى جانب القوانين الرياضيّة المُوضحة، ويأتي الموضوع مُبسطًا على نحوِ الوتيّرة الآتيّة:

مفهوم قوة الطفو

قوةُ الطفو هِي القوة المؤثرة على الأجسام المغمورة كُليًا في السوائل، بحيثُ تنشأ نتيجة فرق الضغط الناتج من السائل على الجزء العلوي من الجسم المغمور والجزء السفلي منه، وبما أنّ الجزء السفلي من الجسم المغمور يكون عادة أعمق في السائل من جزئه العلوي، فإنَّ القوة الناتجة وهي القوة الصاعدة تكون أكبر من القوة الهابطة في السائل، إذًا فإنَّ قوة الطفو تُمثّل قدرة الجسم على العوم أو الارتفاع في السائل.

قانون قوة الطفو

يُمكنُ حسابْ قوة الطفو من خلال استخدام العلاقة الرياضيّة الآتيّة:

قوة الطفو = كثافة السائل × تسارع الجاذبية × حجم السائل (ارتفاع السائل × مساحة سطح الجسم)

ويكتبُ بالرموزِ على النحوِ الآتّي:

Fb = ρgV = ρghA

حيثُ إنّ:

Fb: يُمثّلُ قوة الطفو بوحدة النيوتن N.
ρ: يُمثّلُ كثافة السائل بوحدة كغ/ متر مكعب.
g: يُمثّلُ تسارع الجاذبية وقيمته 9.80 متر/ ثانية مربعة.
V: يُمثّلُ حجم السائل المُزاح بوحدة المتر المكعب.
h: يُمثّلُ ارتفاع السائل المُزاح بوحدة المتر.
A: يُمثّلُ مساحة سطح الجسم بوحدة المتر المربع.

تطبيقات على قوة الطفو

يُستخدم مبدأ الطفو بشكل واسع في العديد من التطبيقات في الحياة اليومية، نظرًا لقدرته على إبقاء الأشياء طافية، ومن التطبيقاتِ على قوّة الطفو ما يأتّي:

تصميمُ المناطيّد وتوضيحُ كيفيّة عمل المنطاد.
تصميم قواعد منصات إنتاج النفط والإنتاج البحري الثابتة.
تصميم أجسام السفن البحرية بحيث تكون قادرة على الطفو من خلال توزيع وزنها على مساحة سطح كبيرة.

قاعدة أرخميدس

تنصُّ قاعدة أرخميدس على أنّ الجسمِ المغمور كُليًا أو جزئيًا في مائع دونَ وجود أيّ قوة مؤثرة عليّهِ فإنّه يندفعُ لأعلى بقوة تُسمى قوة الطفو، ومقدار قوة الطفو مساوٍ لوزن السائل الذي يزيحّهُ الجسم عند غمرّه كليًا فيّه، ويمكنُ التعبيرُ رياضيًا عن قاعدةِ أرخميدس بالصيغةِ الآتيّة:

قوة الطفو = كثافة السائل × حجم السائل المزاح × تسارع الجاذبية الأرضية.

ويجدرُ هنّا بالقول إن حجم السائل المُزاح يُساوي حجم الجسم في حالة كان الجسم مغموراً كُليًا، وعندما يطفو الجسم، فإنّ حجم السائل المزاح يكون أقل من حجم الجسم، وتكون قوة الطفو مساوية لوزن الجسم، وإذا كان وزن الجسم أقل من وزن السائل المزاح فإنّ الجسم يرتفع لأعلى.

خاتمة موضوع اوضح فيه مفهوم الطفو

الطفو هوَ ظاهرة طبيعيّة تؤثرُ في الأجسام المغمورة في السوائل، بحيثُ يؤثر السائل بقوة طفو على الجسم ترفعّهُ لأعلى، ويؤثرِ وزن الجسم بقوة هابطة تدفعهُ لأسفل، وتأتي قاعدة أرخميدس لتوضحَ مفهوم قوة الطفو بشكل سلس ومُبسط، بحيثُ توضحُ بأن قوة الطفو تؤثر على الجسم المغمور كليًا أو جزيئًا في سائل بمقدار مساوٍ لوزن السائل المُزاح، ويوجدُ عدّة تطبيقات على هذه القاعدة مثلَ الغواصة،بحيثُ تحتوي الغواصة على خزان الصابورة الذي يُخزن الماء، الأمر الذي يجعل وزن الغواصة أكبر من قوة الطفو، وبالتالي تبقى تحت الماء، والسُفن أيضًا بحيثُ تنزل السفينة للأسفل إلى أن يتساوى وزنها مع وزن الماء المزاح، وعندما تُحمل بالمزيد من البضائع تُزيح المزيد من الماء وبالتالي تغوص بشكل أعمق إلى أن يتطابق وزن السائل المزاح مع وزن وحمولة السفينة وبالتالي تطفو.