تعريف دافعة أرخميدس

تنص دافعة أرخميدس، التي اكتشفها العالم اليوناني أرخميدس في القرن الثالث قبل الميلاد، على أن:

"أي جسم مغمور كليًا أو جزئيًا في سائل لا يذوب فيه ولا يتفاعل معه، يتعرض لقوة طفو تساوي وزن السائل الذي يزيحه الجسم."

بمعنى آخر:

• إذا وضعنا جسمًا في سائل، فإن هذا الجسم سيزيح كمية معينة من السائل.
• تقوم هذه الكمية المُزاحة من السائل بدفع الجسم لأعلى بقوة تُسمى قوة الطفو.
• تساوي قوة الطفو وزن السائل الذي يزيحه الجسم.

يمكن التعبير عن قوة الطفو رياضيًا بالعلاقة التالية:

Fb = ρ × g × V

حيث:

• Fb: قوة الطفو (نيوتن)
• ρ: كثافة السائل (كجم/م^3)
• g: تسارع الجاذبية الأرضية (م/ث^2)
• V: حجم الجزء المُغمر من الجسم (م^3)

خصائص دافعة أرخميدس:

• تعتمد قوة الطفو على كثافة السائل.
• كلما زادت كثافة السائل، زادت قوة الطفو.
• تعتمد قوة الطفو على حجم الجزء المُغمر من الجسم.
• كلما زاد حجم الجزء المُغمر من الجسم، زادت قوة الطفو.
• لا تعتمد قوة الطفو على كثافة الجسم.
• تُؤثر قوة الطفو على الجسم في اتجاه معاكس لوزن الجسم.

تطبيقات دافعة أرخميدس:

• تصميم السفن والغواصات.
• قياس كثافة الأجسام.
• شرح ظاهرة الطفو.
• تصميم مقياس كثافة السوائل.

أمثلة على دافعة أرخميدس:

• عندما نضع قطعة من الخشب في الماء، فإنها تطفو لأن كثافتها أقل من كثافة الماء.
• عندما نضع كرة معدنية في الماء، فإنها ټغرق لأن كثافتها أكبر من كثافة الماء.
• عندما نملأ بالونًا بالهواء، فإنه يطير لأن كثافة الهواء أقل من كثافة الهواء المحيط.

في الختام،

تُعدّ دافعة أرخميدس مبدأً فيزيائيًا هامًا له العديد من التطبيقات في مجالات مختلفة من مجالات الحياة.

هل لديك أي أسئلة محددة حول دافعة أرخميدس أو تطبيقاتها؟