دافعة أرخميدس

الرابط
http://upload.9q9q.net/file/uTPuuSUu…ccounting.html

وهذا الموضوع ولكن دون صور
دافعة أرخميدس
تمهيد :
-إذا غمسنا قطعة من الخشب في الماء فإننا نشعر خلال إذخالها بقوة تدفع يدنا نحو الأعلى ونجد بعد تركها أنها تتحرك نحو الأعلى وتستقر على شطح السائل و قد برز جزء منها نستنتج من ذلاك : وجود قوة شاقولية جهتها نحو الأعلى دفعت تلك القطعة بجهتها ندعوها دافعة أرخميدس .

كيف نصل إلى دافعة أرخميدس ؟
لنأخذ قطعة من الحديد تزن س من الوزن ولنعلقها بربيعة مزودة مقياس مدرج نقرأ ما ظهر على المقياس ثم نعيد التجربة ولكن بعد أن نغمر قطعة الحديد في و عاء الماء ثم نقرأ التدريج (ملاحظة لاتغمر يدك مع الحديدر لأن ذلك من شأنه أن يزيد من دافعة أرخميدس ) ثم نحسب الفرق بين المرة الأولى و الثانية لنحصل بذلك على قيمة دافعة أرخميدس .

الوضعية الأخيرة

الوضعية الثانية

الوضعية الأولى
استنتاج(1)
إن قيمة دافعة أرخميدس تتناسب طرداً مع حجم السائل المغمور الذي حل محله الجسم و الذي يُدعى السائل المزاح
و أيضاً مع الوزن الحجمي للسائل
ومنه نستنتج قانون دافعة أرخميدس :
خ = ح× وَ

استنتاج(2)
قيمة دافعة أرخميدس = قيمة ثقل السائل المزاح

نص نظرية أرخميدس:
بعد الدراسة التجريبة يمكننا ذكر نص دافعة أرخميدس :
إذا غمر جسم صلب في سائل متوازن لايذوب و لايتفاعل معه غمراً كاملاً بحيث يحيط به السائل من الجوانب كافة فإن السائل يدفع الجسم بقوة :
حاملها : شاقولي
جهتها : للأعلى
شدتها : تساوي السائل المزاح
نقطة تأثيرها : مركز ثقل السائل المزاح و هي تنطبق على مركز ثقل الجسم المغمور إذا كان الجسم متجانساً و لا يحتوي على تجويف داخلي على أن يكون السائل متجانساً و تدعى نقطة تأثيرها بمركز الدفع (مر).

ملاحظة:إذا كانت هناك نظرية تقول أن لكل فعل رد فعل فلابد من دافعة أرخميدس أن يكون لها عكس رد الفعل من قبل الجسم المغمور نسميها عكس دافعة أرخميدس فإذاً هذا الجسم المغمور يدفع السائل بقوة شاقولية تتجه نحو الأسفل شدتها تساوي وزن السائل المزاح .

ومن هذا كله فإنا نضع أمامنا ثلاث احتمالات عندما نغمر جسم في سائل ما هي؟
الاحتمال الأول: أن تكون شدة ثقل الجسم أكبر من شدة دافعة أرخميدس
أي ث > خ
ح × و > ح × وَ
و > وَ
فإذا كان الجسم متجانساً خضع مركز ثقله لمحصلة القوتين ث وقوة خ و يكون فيها الغلبة للثقل و بالتالي يتحرك الجسم نحو الأسفل نحو القعر. و يكون الجسم مستقراً.
الاحتمال الثاني : أن يكون ثقل الجسم يساوي دافعة أرخميدس
أي ث= خ
ح × و = ح×وَ
و = وَ
فإذا كان الجسم متجانساً كانت المحصلتهما معدومة فيتوازن الجسم في أي وضع و موضع نضعه فيه داخل السائل

الاحتمال الثالث : أن يكون ث<خ
ح×و < ح×وَ
و < وَ
فعندها المحصلة تدفع الجسم إلى السطح حيث يهتز الجسم بعض الهزات ليستقر بعدها على السطح.

الشروط التي ينبغي توافرها في الجسم الطافي :
شرط الطفو : أن تكون دافعة أرخميدس فيما لو كلن الجسم مغموراً غمراً كاملاً من ثقل الجسم أي :
خ>ث أي ح وَ>ح و ومنه و > وَ

شروط توازن الجسم الطافي :
-أن يقع مركز ثقل الجسم و مركز الدفع على مستقيم واحد شاقولي.
-أن تكون شدة الدافعة = شدة الثقل
خ= ث
حَ×وَ = ث
حَ×وَ= ح×و … يمكن استجدامه كقانون

توازن المراكب و البواخر :
إذا و ضعنا قطعة من الفولاذ أو الزجاج في الماء نجد أنها تغوص حتى القعر ولاتستطيع أن تطفو لأن الوزن الحجمى للفولاذ أو الزجاج أكبر من الوزن الحجمي للماء ولكن إذا جعلنا فيها تجويفاً كبيراً من الوزن الحجمي للماء ، و لكن إذا جعلنا فيها فيها تجويفاً كبيراً أو أعطيناها شكلا مناساً نجدها تطفو عندئد ونجد تطفو عندئذ و نجد أن (مرَ) يكون ويقعان على حامل شاقولي كما أن توازنها يكون مستقراً.

الغواصة:
هي باخرة يمكن أن تبخر على سطح الماء فتعد جسماً طافياً أو تغطس بكاملها داخل الماء فتعد جسما مغموراً
و لكي تغطس تثقّل بإدخال ماء إلى مستوعات داخلية ممتلئة بالهواء المضغوط .ولكي تعود إلى السطح يُفرغ الماء بواسطة الهواء المضغوط باستخدام مضخات خاصة . أما من أجل عودة الغواصة السريعة إلى السطح لسبب طارئ
تلقى أثقال من الرصاص تدعى بأثقال الأمان وعند إبحارها تحت الماء يجب أن يكون (مر) تحت (مرَ) و إلا فإنها تنقلب .