لماذا تطفو السفن فوق الماء ولا تغرق
– يعود الفضل إلى العالم أرخميس لمعرفة أسباب طفو السفن في الماء وتجنب الغرق.
قصة أرخميس
– كان هنالك ملك أراد أن يعرف ما إن كان تاجه مصنوع من ذهب نقي أم لا، فقام بالاستعانة بأرخميس وأثناء استحمام أرخميس في حوضه.
– و فكر في المهمة التي أوكلت من قبل الملك, و لا أحد يعرف ما الذي حدث ولكن بطريقة ما، حركة الماء في الحوض أدت به إلى استنباط مبدأ أرخميس.
– مبدأ أرخميس هو قوة الطفو العمودية التي تؤثر على الجسم المغمور في السائل، سواء كان مغمورا بالكامل أو جزئيا ، يساوي وزن السائل الذي يزيحه الجسم.
أسباب طفو السفينة فوق الماء
– عندما يكون وزن الجسم أقل من وزن المائع الذي يزيحه، فإن هذا الجسم سوف يطفو ولا يغرق، أي الوزن ضد الحجم.
– لو أخذنا مجسم سيصل حجمه 10 متر مكعب ، و يزن 20 طنا متريا، وضعناه في الماء، بشكل طبيعي سوف يغرق، لأن كمية الماء المزاحة أكبر بكثير من حجم الجسم.
– أما إن كان 20 متر مكعب مع الحفاظ على نفس الوزن السابق 20 طن متري، لن يغرق و لن يطفو ، السبب هو أن كمية الماء المزاحة تساوي حجم الجسم.
– إن قمنا بزيادة الحجم ليصبح 30 متر مكعب و حافظنا على نفس الوزن 20 طن متري، سيؤدي ذلك إلى طفو المجسم في الماء.
– تبعا لقاعدة الطفو حيث أن السفن العملاقة ضغط وزنها على المساحة المغمورة منها في الماء تسمح برفعها
– عملية الاتزان, أي أن قوة وزن الجسم للأسفل مساوية لقوة دفع الماء لذلك الجسم للأعلى مع ثبات حجم الجزء المغمور في الماء
– و نفس الشيء الذي حدث هنا يحدث في حالة السفينة، حيث تم تصميم السفن بطريقة تجعل كمية المياه المزاحة أكبر من وزنها دائماً, ولهذا السبب تطفو السفن في الماء, و تتمتع السفن الحديثة بآلية تتحكم في الطفو والتي تقوم بتعديلات وفقاَ لوزن السفينة.