ليه السفينة مش بتغرق بالرغم من إنها معدن؟

ليه السفينة مش بتغرق بالرغم من إنها معدن؟ مرحبا بكم متابعين وزوار قناة اعرف اكتر؟

لو قولتلك ادخل المطبخ دلوقتي ، وروح عند حوض غسيل الاطباق  ، وحط السدادة على الفتحه المسؤوله عن تسريب المياه .

 وافتح حنفيه المياه الخاصة بالحوض ، وخلي الحوض يتملي على الاخر، و هات اناء او طبق معدني من المطبخ  ، وحطه على سطح المياه اللي موجوده في الحوض.

الخبر السار ، انك هتتفاجئ ان الطبق عايم على سطح مياه الحوض ، ودا بالرغم من الطبق معدن.

دلوقتي بقى شيل الطبق دا من مياه الحوض ، واقلبه على وشه وحطه على المياه مرة تانية وهو مقلوب .

في الوقت دا ، هتكتشف ان الطبق غاص في اعماق حوض الغسيل ، و مجرد تغييرك وضعية الطبق بالنسبه لسطح مياه الحوض ، هتلاقي الطبق غرق باللي فيه.

فخليني اعرفك ، اللي انت عملته دلوقتي دا ، وانت بتلعب في مياه حوض الغسيل كده

ما هو الا اثبات علمي لقوانين الطفو الخاصه بالسفن.

وطبعا ما تنساش بعد ما عملت التجربه العظيمه دي ، ولعبت شويه في الماء

كل المطلوب منك دلوقتي ، انك تجري بره المطبخ  بسرعة ، قبل ما ست الحبايب تطب عليك وتطين عيشتك.

هنتعرف ونجاوب علي سؤال ليه السفينة مش بتغرق رغم أنها مصنوعة من المعدن؟

قصة ارشيميدس

عمرك سمعت عن نظرية الطفو والكثافة ، بلاش كدا طب عمرك سمعت عن ارشميدس Archimedes

ارشميدس دا هو عالم طبيعة ورياضيات وفيزيائي ومهندس ومخترع وفلكي يوناني

 دا ما سبش حاجة غير ودرس فيها.

ففي قصة مشهورة معروفة عن ارشميدس مع ملك مدينه سيراكوزا  Siracusa

واللي اسمه هيرون

واللي فيها ان ملك مدينه سيراكوزا طلب من احد السائغين بصنع تاج له ، علشان يقدمة في احد من المعابد الموجودة ، بمناسبة توليه السلطة الملكية حينها.

ولما خلص الصائغ صنع التاج عرضه علي ملك مدينه سيراكوزا

ولكن لما استلم الملك التاج شك في أن الصائغ انه غشه، وحس ان التاج ده مش مظبوط وفيه حاجه غريبه

وان الصائغ مزج مع الذهب نحاس بدلاً من الذهب الخالص ، وقال هو الصائغ ده بيستغفلني ولا ايه

ففكر طب نعمل ايه نعمل ايه فقال بس لقيتها هاتولي ارشميدس دا

ولما جاله ارشميدس قال له بص يا ابني يا ارشميدس انت عالم مش كده قاله اه

وبتعرف تعمل كل حاجه قال له ايوه جلالتك ، فالملك قاله انت دلوقت هتاخذ التاج ده وتتصرف وتعرف ليا التاج ده مغشوش ولا لا

وان السائغ ده خلط عليه نحاس ولا مش خالط عليه اي حاجة

بس من غير ما تخرب التاج ولا تكسروا ولا اي حاجه

فقال ارشميدس للملك من غير ما اخربه ولااكسره قال له اه من غير ما تخربه  ولا تكسره ، فسبحان الله الملوك دول عليهم حاجات غريبه جدا

بداية ظهور قاعدة ارشيميدس

المهم ارشميدس خرج من عند الملك وهو خايف وعرقان

وحالته حاله من طلب الملك الغريب اللي طلبوا منه

هو بصراحه مش عارف هينفع ينفذ الطلب اصلا ولا لا

فقال طب ايه العرق ده كله بقى اللي انا بعرقه دا ، انا هاروح استحمى وبعدين افكر في طلب الملك دا

وبالفعل دخل ارشميدس في اول حمام عمومي قابله ، وارشميدس وهو قاعد مسترخي في المياه ، لاحظ حاجة غريبة

و قال ايه ده انا كل ما بنزل اغطس وانزل لتحت المياه  منسوب المياه بيرتفع لاعلي

، وكمان كل ما بنزل في المياه في قوة دفع بتدفع جسمي لفوق

وهنا ارشميدس قال ايه ده شكلي هحل طلب الملك ولا ايه ، وخرج في الشارع يجري ويصيح (أوريكا، أوريكا)؛ يعني  وجدتها وجدتها

وعرف ان جسمه بقي اخف وزنا لما نزل في المياه ، وان الجسم لما بيغطس في المياه بيخرّج وزن معين من السائل المزاح .

وأن الانخفاض في وزنه يساوي وزن الماء المزاح ، وعرف كمان ان حجم الماء المزاح بيساوي حجم جسمه.

ففي الوقت ده عرف انه ممكن يعرف حل مشكلة التاج من غير ما يخربه او يتلفه

فقال خلاص انا اجيب التاج واحطه في الماء واشوف هيعمل ازاحة لمقدار قد ايه من الماء ، واوزن هذا المقدار من الماء المزاح

واجيب سبيكة ذهب خالص وزنها يساوي وزن التاج ، واحطها في المياه برضه

واشوف هتعمل ازاحة للمياه وزنه قد ايه ،

واقارن الوزنين ببعض ، ولو طلع الوزنين متساوين هيبقي التاج دا من الذهب الخالص والسائغ ده مظلوم

 ولو طلعوا مش متساوين يبقي الصائغ دا غشاش وحط نحاس علي الذهب

وبعد ارشميدس ما عمل التجربة اللي فاتت اكتشف ان الوزنين مش متساوين

فراح للملك وقاله جلاله الملك السائغ دا عشاش وسلم ارشميدس السائغ تسليم اهالي

الاستنتاج من قصة ارشيميدس

 ايه بقي اللي نستفيدوا من القصة دي اول استفادة ان الكذب مالوش رجلين

وثانيا ان ارشميدس بعد الموقف دا وضع  قاعدة الشهيرة تسمي بقاعدة ارشميدس

وبتنص علي ان الجسم المغمور كليا او جزئيا في مائع بيلقي قوة دفع لاعلى مقدارها هو مقدار وزن السائل المزاح

واللي بيزيحه الجسم المغمور في المياه وهي دي قاعده ارشميدس الشهيره والقاعدة دي اللي اتبني عليها قاعدة الطفو بوجه عام فيما بعد او طفو السفن.

 في سؤال منتشر بين الوساط العلميه بيقول له السفينه الضخمه تتطفو علي الماء والمسمار بيغرق بكل سهولة

والاجابه عن الموضوع ده في قمه البساطه ارشميدس قال ان الجسم المغمور بيزيح مقدار معين من المياه زي ما قولنا

 الفكره بقى ان شرط طفو اي جسم علي سطح المياه هو ان مقدار المياه المزاحة تكون اكبر من وزن الجسم نفسه

ولو الشرط ده اتحقق يبقى الجسم هيطفو علي المياه بدون اي عوائق

حالات قانون الطفو

وبالتالي هنلاقي ثلاث حالات خاصه بقانون الطفو

1- الحالة الاولى هي ان يكون مقدار المياه المزاحه اكبر من وزن الجسم وده شرط الطفو

2-الحالة الثانيه ان مقدار الماء المزاحه يكون اقل من وزن الجسم وفى الحاله دى الجسم هيغرق ومش هيقدر انه يستقر على سطح المياه

3-الحالة الثالثه هي ان مقدار المياه المزاحه يكون مساوي لوزن الجسم بالضبط

وفي الحاله دي الجسم مش بيكون طافي على سطح المياه ولا غرقان في القاع بيبقى بين البنين

بالعربي كده لو جبنا جسم وزنه 100 كيلوجرام وحطناه في المياه

فالجسم ده لو ازاح  110 كيلوجرام  من المياه هيفضل طافي على السطح

ولو ازاح 90 كيلوجرام  من المياه بس هيغرق بكل بساطه

ولو ازاح 100 كيلوجرام بالضبط يبقى هيفضل متعلق في الميه مش هيطفو ولا هيغرق

مع العلم ان كيلوجرام من المياه يساوي لتر مياه علشان الناس اللى بتهتم لما بمسألت الوحدات

لحد دلوقتي برده ما قلناش بالضبط ايه السبب اللي بيخلي السفينه بتطفو فوق الميه لكن كل اللي نعرفه انها علشان تطفوا لازم تزيح كميه كبيره اكبر من وزنها من الماء

وخلينا نضيف ليها معلومه وهي ان الحاجه اللي حجمها كبير بتزيح كميه مياه اكتر

ودلوقتي بعد المعلومتين دول دول ايه رايك نجرب طريقة حلوة نجرب بيها الكلام اللي بنقوله

تطبيق علي قانون الطفو

 في الطريقة  دي هنجيب فيها مثلا قطعه حديد مصمته وزنها 500 كيلوجرام  ففي الطبيعي ان احنا لو حطناها في الماء هتغرق.

بس ايه رايك بقى له احنا نغير في شكل قطعه الحديد دي وغيرنا في ابعادها وبدل ما تبقى قطعه حديد مصمته هنحولها مثلا لمكعب حديد كبير مفرغ من الداخل.

والمفاجاه بقي انك لو حطيت مكعب الحديد في المياه مش هيغرق وهتاحظ انه بيطفو علي السطح

وده بالرغم من انها هي هي نفس قطعه الحديد اللي كانت مصمته واللي لما حطناها في المياه غرقت

بس الفرق الوحيد اللي حصل هنا اننا غيرنا حجمها وخلناها مجوفة لما غيرنا في ابعادها

وهو ده بقى السر السحرى اللى بيخلى اى سفينة مع حجمها الكبير بتقدر تطفو على سطح المياه او اى جسم مهما كان حجمه يقدر يطفو على سطح المياه

واننا نغير ونعدل علي ابعاده لحد ما نوصله اكبر حجم ممكن ، علشان يزيح في المقابل اكبر كميه ممكنه من المياه زي ما شرحنا في قاعدة ارشيميدس سابقا

اذا بكدا نقدر نقول ان اي سفينه بيتصمم هيكلها الخارجي بشكل معين بحيث يضمن ازاحه اكبر كميه ممكنه من المياه

واللي مقدارها لازم يكون اكبر من وزن السفينه بالكامل

ده غير انه بيتم عمل تجويف هوائى داخل السفينه والتجويف ده في حد ذاته قادر على ابقاء السفينة علي سطح المياه

وده بسبب ان كميه الهواء الكبيرة اللي موجوده في تجويف السفينه بتخلي الكثافه الكليه للسفينة اقل من كثافه المياه

وبالتالى تقدر السفينة تطفو بامان وده معناه ان كمية الحديد اللي موجودة ومتصمم بيها اي سفينه

ولغينا التجويف الهوائي اللي فيها وخليناها قطعة مصمتة السفينه هتغرق فورا

والاكثر من كده ان احنا لو جبنا سفينه مجوفه عادي جدا بس حطها في المياه بالمقلوب السفينه برده هتغرق زي ما شرحنا في المثال الخاص بحوض الغسيل في بداية الموضوع

والسبب العلمي للغرق في المثال دا انك لغيت التجويف الخاص بالجسم

وكدا مفيش سطح مستوي تدفعه المياه لاعلي وده معناها ان في النهايه الفكره مش في نوع الماده اللي مصنوع منها السفينة ولا حتى ماده وزناها كبير او خفيف

ولكن الفكره الرئيسيه اننا بنتحكم في حجم وابعاد الماده بحث يكون حجمها اكبر ما يمكن ونضيف ليها تجويف هوائى

وبكده نبقي جاوبنا النهارده على سؤال ليه السفينة مش بتغرق بالرغم من إنها معدن؟

 وكالعادة إذا كان هناك سؤال محيرك فاكتبه لنا في التعليقات تحت الموضوع حتى أتمكن من الإجابة عليه .

و إذا أعجبك الموضوع فلا تنسى الإعجاب والمشاركة ، واشوفكم الموضوع الجاي . سلام .

مصادر الموضوع

1. https://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A3%D8%B1%D8%AE%D9%85%D9%8A%D8%AF%D8%B3

• https://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B7%D9%81%D9%88

• https://web.archive.org/web/20190502052433/http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Archimedes.html