دافعة أرخميدس (الظواهر الميكانيكية)

دافعة أرخميدس

إشكالية: 

- السباح لا يغرق في البحر اثناء السباحة مع أن له ثقلا.
- البواخر تطفوا على سطح البحر رغم حجمها و ثقلها الكبيران.
- الغواصات بدورها تغوص احيانا و تطفو أحيانا أخرى في البحر و لا تغرق.
ما هو التفسير العلمي لهذه الظواهر؟

تجربة1:

حقق التركيب الموضح في الشكل

الملاحظة:

ثقل الجسم خارج السائل أكبر من ثقله لما يكون مغمور في السائل.
P1  أكبر من  P2

الإستنتاج :

- وجود قوة تعاكس الثقل.
- نسمي هذه القوة دافعة أرخميدس  نرمز لها بـ  F_A.
- بما انها قوة فإنها تقاس بوحدة النيوتن N.
- شدتها هي الفرق بين ثقل الجسم خارج السائل و ثقله داخل السائل  F_A= P₁– P₂

_{مبدأ ارخميدس}

تجربة 2 : 

باستعمال الجسم السابق نحقق التجربة الموضحة في الشكل و نقيس ثقل الماء المزاح.

الملاحظة :

ثقل الماء المزاح هو نفسه الفرق بين ثقل الجسم خارج الماء و ثقله و هو مغمور في الماء.

الاستنتاج : 

ثقل الماء المزاح يساوي مقدار قوة دافعة ارخميدس

ثقل الماء المزاح = كتلة الماء X مقدار الجاذبية الأرضية                  P = mg 
 لذينا:      كتلة الماء = كتلته الحجمية X حجمه                          m = pV
يصبح :    ثقل الماء المزاح = الكتلة الحجمية للماء X حجم الماء X مقدار الجاذبية الأرضية   P = pVg
                                       
دافعة أرخميدس = ثقل الماء المزاح                              

:العوامل المؤثرة في شدة قوة دافعة ارخميدس

حجم الجسم:  كلما كان حجم الجسم كبيرا كلما كانت قوة دافعة ارخميدس المطبقة علي كبيرة

الكتلة الحجمية للسائل:كلما كانت الكتلة الحجمية للسائل كبيرة كلما كانت قوة دافعة ارخميدس المطبقة علي الجسم كبيرة

:مميزات و تمثيل قوة دافعة أرخميدس

نقطة التأثير: مركز ثقل السائل المزاح

الجهة: نحو الأعلى ( عكس جهة قوة الثقل )

الحامل أو خط الفعل::الشاقول (خط عمودي )

الشدة: تحسب بالعلاقة

:توازن جسم مغمور في سائل

عندما يكون ثقل الجسم مساوي لقوة دافعة أرخميدس فإن الجسم يكون مغمورا في السائل مثال: الغواصات

:توازن جسم طافي في سائل

عندما يكون ثقل الجسم أصغر من  دافعة أرخميدس فإن الجسم يطفو على سطح السائل مثل: البواخر

عندما يكون ثقل الجسم أكبر من  دافعة أرخميدس فإن الجسم يغرق

مشاهدة درس دافعة ارخميدس على اليوتيوب