چگونه قایق فلزی می تواند شناور بماند؟
چگونه قایق فلزی می تواند شناور بماند؟

چرا یک کشتی فلزی که از آن همه فلز سنگین ساخته شده و چندهزار تن بار را هم حمل می کند در آب فرو نمی رود و غرق نمی شود، اما یک ورق یا میله آهنی سریعا در آب فرو رفته و ناپدید می گردد؟

پاسخ ساده به این سوال شناوری است.

اولین تعریف استاندارد شناوری در تاریخ توسط ارشمیدس ثبت شده است و چیزی مانند این است: هر شیئ که در مایعی فرو می رود نیرویی متقابل را تجربه می کند که برابر با وزن مایعی است که توسط آن شیئ جابجا شده است .

پس اگر یک قایق ۱۰۰۰ کیلوگرم (یا پوند)‌ وزن داشته باشد، تا جایی در آب فرو می رود که ۱۰۰۰ کیلوگرم (یا پوند)‌ آب را جابجا کند. در صورتی که قبل از اینکه همه چیز زیر آب فرو برود، قایق بتواند ۱۰۰۰ کیلوگرم آب را جابجا کند، آنگاه می تواند شناور شده و دیگر غرق نخواهد شد.

و انجام این کار چندان سخت نیست که قایق را به گونه ای شکل دهیم که قبل از آنکه زیر آب فرو رود، وزن آن مقدار کافی آب را جابجا کرده باشد. و دلیل سادگی انجام این کار، آن است که بخش عمده ای از فضای داخلی هر قایق را هوا پر کرده است. درست برعکس یک مکعب فولادی که تمام آن با آهن جامد پر شده است.

لذا چگالی متوسط (تراکم) قایق (آمیزه ای از هوا و فولاد) در مقایسه با چگالی متوسط آب جابجا شده بسیار کمتر است. پس به ازای جابجایی آب هم وزن قایق، در حقیقت تنها بخش بسیار کوچکی از قایق در آب فرو می رود. و نکته جالب اینجا است که در کشتی های عظیم الجثه می توان اتاقک های فراوانی برای حبس هوای معمولی تعبیه کرد.

و سوال بعدی که باید به آن پاسخ دهیم، داستان شناوری است. چگونه مولکول های آب می فهمند که ۱۰۰۰ کیلوگرم از آنها جابجا شده اند؟ این بدان دلیل است که رفتار حقیقی شناوری در تقابل با فشار بروز می یابد و با وزن سر و کاری ندارد.

اگر ستونی از آب با سطح مقطع یک سانتی متر مربع و ارتفاع یک متر داشته باشیم، بسته به دمای آب، تقریبا ۱۰۰ گرم وزن خواهد داشت. یعنی اینکه ستون آب یک متری ما فشاری ۹۸۰۰ پاسکالی (Pa) یا ۱۰۰ گرم بر سانتیمتر مربع را وارد می آورد.

اگر شما فشارسنجی را به جعبه فرضی با ابعاد گفته شده بسته و آن را در آب غوطه ور سازید (همانند تصویر بالا)، آنگاه می توانید فشار آب را در عمقی که جعبه قرار دارد مشخص کنید:
اگر جعبه را یک متر در آب فرو ببرید، فشار سنج عدد ۹۸۰۰ پاسکال را نشان خواهد داد. یعنی اینکه در آن وضعیت سطح پایین جعبه شما تحت نیروی رو به بالایی قرار دارد که با فشار ۹۸۰۰ پاسکال آن را به بیرون می راند.

حال اگر جعبه شما سطح مقطع یک متری داشته باشد و یک متر در آب فرو رود، با فشار ۹۸۰۰۰۰۰۰ پاسکالی (۹۸۰۰ نیوتن ) رو به بالا از سوی آب مواجه می شود. (۱۰۰سانتی متر در ۱۰۰ سانتی متر در ۹۸۰۰ پاسکال). این دقیقا برابر با وزن یک متر مکعب آبی است که با ورود جعبه جابجا شده است.

و همین فشار رو به بالای آب به ته قایق است که باعث شناور ماندن آن می گردد. هر سانتی متر مربع از بدنه قایق که در زیر آب قرار گرفته، با فشاری مواجه است که آن را به بالا می راند. و ترکیب این فشارها باعث شناوری قایق شده و مانع غرق شدن آن می شود.

نارنجی

سه شنبه ۱ امرداد ۱۳۹۲ (23-07-2013) 16:42   بازدید: 1630 بار
تازه های دانش و فن

سایر خبرها و آگاهی هایی از گذشته در همین زمینه

آگهی بازرگانی


شورای عالی تندرستی بلژیک تزریق برنامه ریزی شده و سیستماتیک واکسن کرونا به زنان باردار را توصیه نمی‌کند و برنامه ای برای خانمهای باردار ندارد. این شورا تاکید کرده که واکسیناسیون خانمهای باردار با توجه به شرایط هر شخص بررسی و تصمیم گیری می‌شود. #coronavirus
2021-01-25 17:23

قوانین تازه کرونا: بلژیک از ۲۷ ژانویه تا پایان فوریه از تمام مسافرت‌های غیرضروری به داخل و خارج کشور جلوگیری می‌کند و مسافران تنها با اثبات دلیل موجه میتوانند از مرزهایش بگذرند. قرنطینه افراد مشکوک به ده روز افزایش یافته و آرایشگرها احتمالا پس از سیزدهم فوریه میتوانند کارشان را آغاز کنند.
2021-01-23 09:47

توماس ادیسون: موفقیت من دو دلیل مهم دارد. نخست پشتکار فراوانی که داشتم و سپس مادرم که همیشه با شوق تمام مرا نابغه خطاب می کرد. بگونه ای که باورم شد نابغه هستم و به این جایی که هستم رسیدم. با اعتماد به فرزندانتان و تشویق آنها پیروزی‌شان را تضمین کنید. #پیروزباش
2021-01-19 07:44

دانشمندان دانشگاه راکفلر نیویورک آمریکا پس از پژوهش‌های دقیق تایید می‌کنند که بدن انسان پس از بهبود بیماری کرونا دست کم تا شش ماه در برابر این بیماری ایمن است. افزایش مدت ایمنی با سن و وضعیت کلی تندرستی انسانها رابطه مستقیم دارد. #coronavirus
2021-01-18 19:58

گزارشهای خبری

۰ بازگشت قرنطینه به بلژیک تا پایان ماه نوامبر
۰ آیا دربحران ویروس کرونا مسافرت من واقعا ضروری است؟
۰ آموزش بازی شاه، دزد، وزیر
۰ کاهش خطر سرطان سينه با خوردن انار
۰ نکات بسیار مهم در مورد افسردگی پاییزی
۰ فرصت محدود و استثنایی: فراخوان همکاری برای اجرای تئاتر در بروکسل
۰ ده روش برای فرار از هوای گرم
۰ لیست کاندیدهای پارسی زبان در انتخابات ۲۶ می ۲۰۱۹ بلژیک
۰ تاریخچه و سهم پارسی زبانها در سیاست بلژیک
۰ همه چیز درباره انتخابات ۲۶ می ۲۰۱۹ بلژیک
۰ قوانین تازه برای رفت و آمد پسران ایرانی-خارجی به کشور
۰ پنج راه رهایی از آلرژی بهاره
۰ از تفاله قهوه چه استفاده هايی می توان کرد؟
۰ با تغييراتی ساده بهار را به خانه بياوريد
۰ يادی از فريدون مشيری، ترانه سرای ایرانی
۰ پوزش رسمی دولت بلژیک بخاطر بچه دزدی
۰ دزدی از بانکی در بلژیک از راه فاضلاب
۰ خواص ضدپیری و ضدسرطانی چای سبز
۰ با نشانه های سرطان آشنا شويد
۰ مشاور ایرانیان بلژیک
۰ شب یلدا / شب چله بر شما فرخنده باد

× جشن سده، بزرگداشت آتش اهورايی فرخنده باد