تجربة عملية لمعرفة كيفية طفو الأجسام عند تغيير كثافتها

2011 تجارب علمية القوة والحركة

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

كيفية طفو الأجسام عند تغيير كثافتها الفيزياء

قم بتجربة أخرى لتكتشف كيف تطفو أو تغرق الأشياء عن طريق تغيير كثافتها. تحتاج في هذه التجربة إلى ما يلي:- 

– غطاء قلم حبر ناشف بلاستيكي

– صلصال اللعب

– ماء

– كوب

– قارورة ماء بلاستيكية حجم 1 لتر1- 

 

1- أولاً تحتاج إلى أن تصنع غواصاً من غطاء القلم. تحوي معظم أغطية الأقلام فتحة صغيرة في طرفها العلوي؛ سدّ هذه الفتحة بقطعة صغيرة من الصلصال.

ضع الآن قطعة كبيرة من الصلصال حول نهاية دبوس الغطاء. استعمل كمية من الصلصال تكفي لأن تجعل الغطاء يطفو. جرب ذلك بأن تضع الغطاء في كوب مملوء بالماء.

 

أضف المزيد من الصلصال على الغطاء إلى أن يغرق، وعند تلك النقطة قم بإزالة كمية صغيرة جداً من الصلصال. ستلاحظ أن الغواص أخذ يطفو؟

إن غطاء القلم يحوي فقاعة هواء صغيرة محجوزة داخل قسمه العلوي، ولذلك فهو أقل كثافة من الماء. إن إضافة المزيد من الصلصال الأكثر كثافة من الماء سيزيد من كثافة الغواص.

 

2- املأ القارورة البلاستيكية بالماء حتى نهايتها تقريباً، ثم ضع الغطاء الغواص في القارورة وأعد إغلاقها.

 

3- امسك القارورة بيديك واضغط عليها بشدة. ماذا يحصل للغواص؟ لابدّ للغطاء الغواص من أن يغرق عندما تقوم بالضغط على القارورة.

 

4- عندما تتوقف عن الضغط على القارورة يعاود الغواص الصعود إلى السطح من جديد، وإذا لم يحصل هذا الأمر أضف كمية قليلة من الصلصال إلى نهاية غطاء القلم.

 

– تحليل النشاط: دقق في النتائج التي توصلت إليها في النشاط الرئيس. ماذا تلاحظ حول وزن الأجسام مقارنةً مع الماء الفائض؟ قد تكتشف أن وزنهما متساوٍ تقريباً.

وبإمكانك استخدام النتائج التي توصلت إليها على رسم بياني مثل الرسم أدناه، مبيناً عليه وزن الجسم في طرف، ووزن الماء الفائض في الطرف الآخر من المخطط.

 

وعندما تقوم بوصل النقاط ستجد أنها ستشكل خطاً قطرياً مستقيماً تقريباً، كما أن وزن الماء المُزاح ينبغي أن يكون مساوياً لوزن الجسم المستخدم في كل الحالات.

عندما يطفو جسم ما في الماء يغطس جزء منه فقط، ويقوم الجزء المغمور بالماء فقط بإزاحة الماء من حوله، وهنا أيضاً تكون كمية الماء المُزاح مساوية لوزن الجسم بأكمله. وعندما يجري إنزال السفينة إلى الماء يستمر غطسها إلى أن تتساوى كمية الماء الذي تزيحه مع وزنها.

 

غطاء القلم الغواص

لماذا يغطس الغواص عندما تضغط على القارورة البلاستيكية؟ عندما تضغط عليها فإنك تضغط الماء داخلها، ويقوم الماء بدوره بالضغط على الهواء داخل غطاء القلم، ما يجعل الهواء أكثر كثافة. إن هذا التغير في الكثافة يجعل الغواص يغطس.

وتقوم العديد من الأسماك بتغيير كثافتها بطريقة مماثلة بواسطة كيس من الهواء يُسمى المثانة الهوائية. عندما تريد السمكة أن تغطس لمسافة أعمق تقوم بضغط الهواء في المثانة الهوائية، ما يزيد من كثافتها. وإذا توقفت السمكة عن الضغط فإنها تصبح أقل كثافة وتعاود العوم إلى الأعلى

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]