قوة الطفو

تُعرف قوة الطفو بأنّها القوة الصاعدة والتي تؤثر بها السوائل على الأجسام المغمورة فيها بطريقة تصاعديّة، وتحدث هذه القوة نتيجة الفرق في الضغط بين أجزاء الجسم المغمور، وبما أنّ الجزء السفلي من الجسم المغمور يكون عادة أعمق في السائل من جزئه العلوي؛ فإنَّ القوة الناتجة وهي القوة الصاعدة تكون أكبر من القوة الهابطة في السائل، إذًا فإنَّ قوة الطفو تُمثّل قدرة الجسم على العوم أو الارتفاع في السائل.

قانون قوة الطفو

يُمكن حساب قوة الطفو من خلال استخدام العلاقة التالية: قوة الطفو = كثافة السائل × تسارع الجاذبية × حجم السائل (ارتفاع السائل × مساحة سطح الجسم)، وبالرموز:

Fb = ρgV = ρghA، حيثُ تمثل:

Fb: قوة الطفو بوحدة النيوتن N.
ρ: كثافة السائل بوحدة كغ/ متر مكعب.
g: تسارع الجاذبية وقيمته 9.80 متر/ ثانية مربعة.
V: حجم السائل المُزاح بوحدة المتر المكعب.
h: ارتفاع السائل المُزاح بوحدة المتر.
A: مساحة سطح الجسم بوحدة المتر المربع.

أمثلة على حساب قوة الطفو

نقدم فيما يلي أمثلة على حساب قوة الطفو:

المثال الأول

جسم خشبي يبلغ طوله 2.5 م، وعرضه 0.5 م وارتفاعه 0.4 م، وتبلغ كثافة الماء 1000 كغ/ متر مكعب، إذا وضع هذا الجسم في الماء، ما هي قوة الطفو؟ مع العلم أنّ عامل تسارع الجاذبية يساوي 10 نيوتن/ كغ.

الحل:

نجد حجم الجسم الخشبي باستخدام العلاقة التالية:

الحجم = الطول ×العرض × الارتفاع، أي أن

 الحجم(V) = 2.5×0.5 ×0.4 =

 0.5 متر مكعب.

تعوض قيمة الكثافة وتسارع الجاذبية والحجم الذي وجدناه في قانون قوة الطفو على النحو الآتي:

Fb=ρ×g×V= 1000×10×0.5

قوّة الطفو = 5000 نيوتن.

المثال الثاني

وضع تاج ذهبي داخل أنبوب يحتوي على الماء، بلغ حجم الماء المُزاح بعد وضع التاج فيه 1.5 لتر، كثافة الماء 1000 كغ/متر مكعب، ما هي قوة الطفو المؤثرة على التاج؟ مع العلم أنّ عامل تسارع الجاذبية يساوي 9.8 نيوتن/ كغ.

الحل:

توحيد الوحدات بتحويل وحدة حجم الماء من اللتر إلى المتر حيثُ يمثل 1 متر مكعب: 1000 لتر، فإنَّ 1.5 لتر تساوي 0.00150 متر مكعب.
تعويض القيم في صيغة قانون قوة الطفو على النحو التالي: Fb=ρ×g×V =1000×9.8×0.00150

قوّة الطفو = 14.7 نيوتن.

تطبيقات على قانون قوة الطفو

فيما يلي أبرز التطبيقات القائمة على قانون قوة الطفو في مجالات العلوم والهندسة والتكنولوجيا وعلى النحو التالي:

تصميم المناطيد وتوضيح كيفية عمل المنطاد .
تصميم أجسام السفن البحرية بحيث تكون قادرة على الطفو من خلال توزيع وزنها على مساحة سطح كبيرة.
تصميم قواعد منصات إنتاج النفط والإنتاج البحري الثابتة.

الخلاصة

يمكن ملاحظة قوة الطفو عند مشاهدة لوح خشب يطفو فوق الماء، وقوة الطفو هي الأساس في التنقل البحري والسباحة واستخراج النفط وغيرها من التطبيقات الأساسية في العصر الراهن.

2023-12-1738تعليم

مزيد من المشاركات

مميزات النظام الاقتصادي المختلط

النظام الاقتصادي المختلط تعد خصائص النظام الاقتصادي المختلط (بالإنجليزية: Mixed Economic System) مزيجًا من خصائص النظام الاقتصادي الرأسمالي والنظام الاشتراكي، حيث يمتاز بحرية الأسواق في خلق الأسعار بالاعتماد على الطلب والعرض ، ويقدم العديد من الحوافز للابتكار والإنتاج بكفاءة، ويجدر بالذكر أنّ هناك تدخلاً حكوميًا محدودًا في الاقتصاد يعزز المنافسة ويساهم بتحقيق الاستقرار الاقتصادي، ويتناول هذا المقال مميزات النظام الاقتصادي المختلط. مميزات النظام الاقتصادي المختلط يمتاز النظام الاقتصادي المختلط

تلوث الهواء وأثره على الصحة العقلية

تلوث الهواء وأثره على الصحة العقلية كشفت العديد من الدراسات عن وجود ارتباط بين تلوث الهواء ، وظهور بعض المشاكل العصبية، حيثُ إنّ زيادة التعرض للجسيمات الملوثة أدى إلى ارتفاع مستويات السيتوكينات (Cytokines)؛ وهي تلك الجزيئات التي تنظم الاستجابة الالتهابية للجسم، وظهور بعض الأمراض العصبية المرتبطة بالتهاب الدماغ؛ كالقلق، والاكتئاب، وقد تتفاقم شدة هذه على المدى البعيد حتى تصل إلى العديد من اضطرابات الجهاز العصبي المركزي؛ مثل مرض ألزهايمر، ومرض باركنسون، والسكتات الدماغية. وقد تصل هذه الملوثات

ليروي ساني (لاعب كرة قدم ألماني)

ليروي ساني ليروي ساني هو لاعب كرة قدم ألماني الجنسية، لَعِب لأكبر الأندية الأوروبية، وفيما يأتي أبرز المعلومات عنه: الاسم ليروي عزيز ساني بلد الأصل ألمانيا تاريخ الميلاد 11- 1- 1996م مكان الميلاد مدينة إسن الألمانية. نوع الرياضة كرة القدم النادي الحالي بايرن ميونيخ الألماني المركز الهجوم رقم اللاعب 10 حياة ليروي ساني الشخصية وُلد ليروي ساني لأبيه "سليمان ساني" وأمه "ريجينا ويبر" في مدينة إسن الألمانية، يحمل ليروي الآن جنسيةً مُزدوجة لألمانيا وفرنسا، كما أنّه من أصولٍ مُختلطة فهو سنغالي من جهة

أثر شخصية المعلم في إدارة الصف

أهمية إدارة الصف توصف إدارة الصف بأنَّها العمليَّة التي يمكن من خلالها ضبط سلوك الطلاب في القاعة الصفيَّة، ويسعى المعلمون إلى تطبيق استراتيجيات ضبط السلوك ليكون ذو تأثير إيجابيّ، بالإضافة إلى تمكين الطلاب من المشاركة الأكاديميَّة الفعالة، وتتلخص أهمية إدارة الصف بمجموعة من النقاط، وهي كالآتي: تأسيس بيئة دراسيَّة منظمة والحفاظ على سلامتها. زيادة جودة التعليم وتحقيق النمو الاجتماعيّ والعاطفيّ للطلبة. التقليل من السلوكيات السلبيَّة وما ينجم عنها من مشاكل. اكتساب الوقت في تحقيق المنفعة والتفاعل

تعريف البطالة الموسمية

تعريف البطالة الموسمية هي نوع من أنواع البطالة، تُسبب معاناة القوى العاملة في أوقات معينة من العام، وذلك بسبب انخفاض الطلب على العمالة، وما يترتب عليه من تبعات ونتائج سلبية، في حين تُعرَّف البطالة الموسمية في المعجم العربيّ بأنها: نقص مؤقت في العمل لعدم توفر وظائف في وقت محدد من السنة. البطالة بشكل عام هي قدرة الأفراد على العمل والسعي في البحث عن فرصة عمل، مع انعدم توافرها، وعادةً ما يتم الخلط بين مفهوم البطالة الموسميّة و البطالة المقنعة ، لذلك يُشار إلى أنَّ البطالة المقنعة هي تعيين عدد أكثر

التخصصات المطلوبة في كلية الملك فهد الأمنية

ما هي التخصصات المطلوبة في كلية الملك فهد الأمنية؟ تأسست كلية الملك فهد وهي كلية عسكرية متخصصة في التعليم والتدريب، بعد موافقة الملك عبد العزيز على طلب تقدمت به مديرية الشرطة في مكة المكرمة لإنشاء مدرسة لأفراد الشرطة بهدف تأهيلهم علميًا وعسكريًا، وذلك عام 1935م. أما عن أهم التخصصات العلمية والإنسانية الموجودة في الكلية فهي: تخصصات الطب والصيدلة يمكن للطالب الراغب في دراسة تخصصات الطب والصيدلة أن يلتحق بكلية الملك فهد الأمنية بعد أن تتوفر فيه الشروط التي تطلبها الكلية، ويعد تخصص طب الأسنان من

ماذا تعني الحياة

الحياة لغة واصطلاحاً تُعرف الحياة لغةً على أنّها النمو، والبقاء، والمنفعة للكائنات الحيّة، أمّا اصطلاحاً فقد عُرفت في علم الأحياء على أنّها الصفات الموجودة في الحيوانات والنباتات وكل ما يُميّزها عن الجمادات، كالتغذية، والنمو، والتناسل، وغيرها، وبالتالي وجودها على قيد الحياة . الحياة من وجهة نظر إسلامية يُعلّم القرآن الناس أنّ الغاية من الحياة في الإسلام تقوم على عبادة الله بالإيمان وفعل الخير، والعمل الصالح، كما قال تعالى: "لَّيْسَ الْبِرَّ أَن تُوَلُّواْ وُجُوهَكُمْ قِبَلَ الْمَشْرِقِ

جامعة شيكاغو (جامعة خاصة في أمريكا)

تأسيس جامعة شيكاغو جامعة شيكاغو "The University of Chicago" هي جامعة بحثيّة خاصة تقع في شيكاغو في الولايات المتحدة الأمريكيّة، تأسست عام 1890م، وتقدّم عددًا كبيرًا من برامج البكالوريوس والماجستير والدكتوراه، ويتم إنفاق 450 مليون دولار أمريكي سنويًا على الأبحاث التي تتم داخل الجامعة، وقد ساهمت الجامعة في البحث وتطوير العديد من الاختصاصات الأكاديميّة مثل الاقتصاد، والرياضيات، وعلم الاجتماع. ويضم الحرم الجامعي طلابًا من جميع الجنسيات والأعراق في العالم، وهي حاصلة على عددٍ كبيرٍ من التصنيفات