قاعدة أرخميدس: الغوص والطفو

قوّم نفسك

جرّب المحاكاة أولًا ثم أجب. لا درجات ولا تسجيل — الإجابات لك وحدك، وتختفي بإغلاق الصفحة.

1. 1

   وزن مكعّب (قوة «جاذبية») ٥٠ N، وقوة «الطفو» عليه وهو غائص كاملًا ٢٠ N. كم وزنه الظاهري في الماء؟

   • أ٧٠ N
   • ب٣٠ N
   • ج٢٠ N
   • د٥٠ N

   اعرض الإجابة

   ب) ٣٠ N

   الوزن الظاهري = الوزن في الهواء − قوة الطفو = ٥٠ − ٢٠ = ٣٠ N، وهي قيمة قوة «اتصال». ومن أجاب ٧٠ N جمع القوتين مع أنهما متعاكستان، ومن أجاب ٥٠ N ظنّ أن الماء لا يؤثر في الجسم الغائص.

2. 2

   قوة الطفو على جسم مغمور تساوي:

   • أوزن الجسم نفسه دائمًا
   • بكتلة الجسم مضروبة في حجمه
   • جوزن المائع الذي أزاحه الجسم
   • دحجم الجسم

   اعرض الإجابة

   ج) وزن المائع الذي أزاحه الجسم

   هذا نص قاعدة أرخميدس، وقد تحقّقت منه حين قارنت قيمة «الطفو» بوزن الماء المزاح. والخلط بينها وبين وزن الجسم شائع، وهما لا يتساويان إلا حين يطفو الجسم ساكنًا على السطح.

3. 3

   مكعّب كثافته ٠٫٥ kg/L وُضع في الماء الذي كثافته ١ kg/L. ماذا يحدث؟

   • أيطفو ويبقى جزء منه فوق الماء
   • بيغوص ببطء لأن كل الأجسام تغوص في الماء
   • جيبقى معلقًا في منتصف الحوض
   • ديغوص إذا كان حجمه كبيرًا

   اعرض الإجابة

   أ) يطفو ويبقى جزء منه فوق الماء

   كثافة المكعّب أقل من كثافة الماء فيطفو، كما طفا «الخشب». والحجم وحده لا يحدد الغوص، فالمعتمد هو المقارنة بين الكثافتين؛ والبقاء معلقًا يحدث عند تساويهما فقط.

4. 4

   قالت أم محمود لأم سميرة: لا تخافي، لن تغرق ابنتك في البحر الميت. فسّر قولها بما رأيته حين غيّرت «مائع».

   اعرض الإجابة

   ماء البحر الميت شديد الملوحة فكثافته أكبر كثيرًا من كثافة الماء العذب. ورأيت أن المكعّب نفسه في سائل أكثف تؤثر فيه قوة طفو أكبر، فيطفو جسم الإنسان فيه بسهولة. ومع ذلك تلزم المراقبة والحذر لأن ماءه يؤذي العينين.

5. 5

   أزاح تاج الملك هيرو ماءً أكثر مما أزاحه ذهب خالص له الوزن نفسه. لماذا دلّ ذلك على أن التاج مغشوش بالفضة؟

   اعرض الإجابة

   عند الغمر الكلي يساوي حجم الماء المزاح حجم الجسم، فحجم التاج أكبر من حجم الذهب الخالص المساوي له في الوزن. والكتلة نفسها في حجم أكبر تعني كثافة أقل، والفضة أقل كثافة من الذهب، فالتاج خليط منهما.