دافعة أرخميدس في السوائل
:الوضعية الجزئية
لماذا يشعر الغواص أنه أخف وزنا عندما يكون مغمورًا في الماء ؟
وهل تساءلت يوماً كيف تطفو السفينة المصنوعة من الفولاذ على سطح الماء؟
وكيف تغوص الغواصات تحت الماء؟
للتعرف على ذلك نقوم بالنشاط التالي:
نشاط 1 : حقق التجربة الموضحة في الشكل1
ا)الملاحظة: نلاحظ ثقل الجسم وهو غير مغمور
في السائل ، أكبر من ثقله و هو مغمور داخل السائل.
P=4N P'=2,5N P>P'
: ب)الاستنتاج
1- عند غمر الجسم بالماء ينقص وزنه .
2- وجود قوة أخرى دفعت الجسم من الأسفل فتسببت في نقصان وزنه.
- نسمي قوة دفع الماء للجسم المغمور بقوة دافعة أرخميدس .
وهي في اتجاه معاكس لاتجاه الثقل. ونرمز لها بالرمز FA
شد تها هي الفرق بين ثقل الجسم الغير مغمور في
السائل ، و ثقل الجسم المغمور داخل السائل.
FA= P-P' => FA =4 – 2,5 => FA = 1,5N
نشاط 2 : حقق التجربة الموضحة في الشكل2
ا)الملاحظة: نلاحظ بأن وزن السائل المزاح يساوي وزن الجسم المغمور.
: ب)الاستنتاج
1 - عند غمر الجسم بالماء ينقص وزنه .
2 - ينقص وزن الجسم بمقدار قوة دفع الماء له ( قوة الطفو ) .
3 - حجم الماء المزاح = حجم الجزء المغمور من الجسم
4 - قوة الطفو = وزن الماء المزاح
5- قوة الطفو = وزن الجسم الحقيقي – وزن الجسم الظاهري
كل الاستنتاجات السابقة يمكن تلخيصها في قاعدة أرخميدس التي
تنص على "إذا غمر جسم في سائل فإنه يفقد من وزنه بمقدار وزن السائل المزاح".
مبدأ أرخميدس:
تجربة: باستعمال الجسم السابق نحقق التجربة الموضحة في الشكل2 ونقيس ثقل السائل المزاح.
الملاحظة: ثقل السائل المزاح هو الفرق بين ثقل الجسم الغير مغمور وثقله وهو مغمور في السائل.
الاستنتاج: نستنتج ما يلي:
ثقل السائل المزاح هو قوة دافعة أرخميدس.
ثقل السائل المزاح= كتلة السائل المزاح × مقدار الجاذبية الأرضية.
P=mg
كتلة السائل المزاح=كتلته الحجمية × حجمه.
m=ρV
ثقل السائل المزاح= الكتلة الحجمية للسائل × حجم السائل × مقدار الجاذبية الأرضية.
FA =ρL . V. g
مميزات وتمثيل قوة دافعة أرخميدس:
نقطة التأثير: مركز ثقل السائل المزاح
الجهة: نحو الأعلى.
الحامل: عمودي.
الشدة: FA =ρL . V . g
توازن جسم مغمور في سائل:
