موازين الثقل النوعي

240 دقيقة واحدة

1995 العلوم والمعارف الهندسية

جلال شوقي

KFAS

أخذ العرب فكرة الثقل النوعي عن أرشميدس، وعرَّفوها بأنها النسبة بين وزن حجم معين من المادة إلى وزن نفس الحجم من الماء.

ولقد أبدع المسلمون في تعيين القيم العددية للثقل النوعي مستخدمين أنواعاً مختلفة من الموازين، وإنه على الرغم من بعد الشقة بيننا وبينهم.

وبدائية الآلات والأجهزة التي استعملوها في قياساتهم، إلا أن درجة الدقة التي توصلوا إليها في تجاربهم تدعو – بغير شك – إلى الإعجاب والتقدير.

وفي بعض الحالات إلى الانبهار من قرب قياسات علماء العرب والمسلمين من القيم التي أقرتها المجامع العلمية في عصرنا الحالي، ونعرض قيماً يلي لبيان بعض الأجهزة ونتائج القياس بها.

موازين الثقل النوعي

الميزان الطبيعي

لأبي بكر محمد بن زكريا الرازي (حوالي 250-313هـــ) = (864-925م) وهو ميزان ذو كفتين على الهيئة الطبيعية، كفتَّاة خارجتان عن الماء، وكلتاهما مملوءتان مترعتان، ونقصان الماء من كل كفة منهما بقدر مساحة الجرم الذي فيها، شكل (6).

الآلة المخروطة

لأبي الريحان محمد بن أحمد البيروني (362-443هـــ) = (973-1051م) وهي آلة مخروطة الشكل، واسعة القاعدة، ضيقة الفم بعد عنق ممتد بذلك الضيق في البدن إلى الفم.

وثبت في أوسط هذا العنق بالقرب نم أسافله ثقبة صغيرة مدورة، وألحمت عليها بقدرها أنبوبة منكوسة الوضع، رأسها إلى جهة الأرض، وتحت هذا الرأس كاللحلقة لوضع كفة الميزان عليها وقت العلم، وتعتبر هذه الآلة أقدم جهاز لقياس الثقل النوعي بدقة، شكلا (7) و (8).

وتتلخص طريقة البيروني في وزن المادة المطلوب تعيين ثقلها النوعي، وذلك قبل إدخالها في الآلة المخروطة – التي تكون قد ملئت بالماء حتى غاية مصبها – فنزيح المادة المولجة قدراً من الماء مساو لحجمها، حيث يفض هذا الحجم المكافئ من الماء.

ويخرج من المصبِّ حيث يُجمع في كفة ميزان لإيجاد وزنه، ويجري حساب النقل النوعي بتحديد النسبة بين وزن المادة المختبرة، وون كمية الماء لمزاحة نتيجة إدخال المادة المختبرة في الآلة المخروطة