انسان‌های اولیه قایق‌های خود را از چوب می‌ساختند. آیا فکر کشتی آهنی به ذهنشان خطور می‌کرد؟ نمی‌دانیم. اندیشة شناور ساختن آهن شاید عجیب به نظر می‌رسید.
امروز درک این‌که کشتی آهنی چگونه می‌تواند شناور بماند آسان است. قطعه‌ای 1 تنی از آهن صلب را در نظر بگیرید. چون آهن تریباً هشت بار چگال‌تر از آب است، هنگام فرو رفتن در آب فقط تُن آب را جابه‌جا می‌کند، که برای شناور ماندن آن کافی نیست. فرض کنید این قطعه آهن را به شکل کاسه درآوریم .
وزن آن 1 تُن است. اما اگر آن را در آب بگذاریم، حجم آبی که جابه‌جا می‌کند بیش از هنگامی است که به صورت قطعه بود. هرچه این کاسة آهنی بیش‌تر فروبرود، آب بیش‌تری جابه‌جا می‌کند و نیروی شناوری بیش‌تری بر آن وارد می‌شود. وقتی نیروی شناوری برابر 1 تُن شود، دیگر فرونمی‌رود.
وقتی هر کشتی آبی برابر وزن خودش جابه‌جا کند، شناور می‌ماند. این را گاهی اصل شناوری می‌نامند:
جسم شناور هم وزن خودش شاره جابه‌جا می‌کند.
هر کشتی، هر زیردریایی و هر کشتی هوایی باید طوری طراحی شود که وزن شاره‌ای که جابه‌جا می‌کند برابر وزن خودش باشد. بنابراین، یک کشتی 10,000 تُنی باید آن‌قدر پهن ساخته شود که قبل از فرورفتن خیلی زیاد در آب 10,000 تُن آب جابه‌جا کند. وزن جسم شناور برابر وزن آبی است که بخش فرورفتة آن جابه‌جا می‌کند.
همین موضوع برای کشتی‌ها در هوا هم صادق است. یک کشتی هوایی به وزن 100 تُن حداقل 100 تُن هوا را جابه‌جا می‌کند. اگر بالا برود، هوای بیش‌تری را جابه‌جا خواهد کرد؛ اگر هوای کم‌تری را جابه‌جا کند، سقوط می‌کند. اگر هوا را درست به اندازة وزن خودش جابه‌جا کند، در ارتفاع ثابت پرواز می‌کند.
به ازای حجم معین شارة جابه‌جا شده، شارة چگال‌تر نیروی شناوری بیش‌تری از شارة با چگالی کم‌تر وارد می‌کند. بنابراین، کشتی در آب شور در ارتفاعی بیش از آب شیرین شناور می‌ماند چون آب شور اندکی چگال‌تر است. همین‌طور، یک تکه آهن توپر، گرچه در آب فرو می‌رود، در جیوه شناور می‌ماند. جسم شناور برابر وزن خودش شاره جابه‌جا می‌کند.
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 2228
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!