ما الذي يحدد احتمالية غرق جسم صلب في سائل ولماذا تطفو بعض الأجسام على سطح الماء بينما يغوص البعض الآخر هذه الظواهر الفيزيائية ترجع إلى خاصية الكثافة التي تختلف عن بعضها البعض. سننظر في شرح مفهوم الكثافة بالأسطر التالية من منطقة الزيادة بالإضافة إلى وصف بعض التفاصيل والمميزات المتعلقة بها.
الكثافة هي إحدى الخصائص الفيزيائية المميزة للمادة التي تختلف قيمتها من مادة إلى أخرى وترجع إلى قدرة الأشياء على الغمر في السوائل أو الطفو على سطحها ، اعتمادًا على الاختلاف في قيمة الكثافة بين المادة الصلبة. و سائل حيث:
ما هي الخاصية التي تحدد احتمال غمر جسم صلب في سائل؟
- يطفو جسم على سطح سائل إذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة السائل.
- يغرق الجسم في سائل عندما تكون كثافة مادته أكبر من كثافة السائل.
- تُعرَّف كثافة المادة بأنها وحدة حجم كتلة مادة أو كتلة 1 سم من تلك المادة.
- تُقاس الكثافة بالجرام / سم مكعب.
- يمكن قياس كثافة الجسم من خلال معرفة كل من كتلته ومساحته (الحجم) في الفضاء بالقانون التالي: “الكثافة = حجم الكتلة”.
- من القانون السابق ، كلما زادت قيمة كتلة الجسم ، زادت كثافته ، والعكس بالعكس يعني أن العلاقة بين الكثافة والكتلة هي علاقة مباشرة ، في حين أن العلاقة بين الكثافة والحجم هي كثافة الشيء نفسه. الجسد هو علاقة عكسية.
- إذا تساوت كثافة الجسم وكثافة السائل ، يظل الجسم عائمًا على سطحه.
- كما لاحظ العلماء ، فإن كثافة الجسم تتأثر بأحد عاملين:
-
الحرارة: كلما ارتفعت درجة حرارة المادة زادت حركة جزيئاتها وزادت بعدها عن بعضها مما يزيد حجمها وتقل كثافتها أي أن العلاقة بين كثافة الحرارة هي علاقة عكسية.
-
الضغط: عندما تتعرض مادة ما لضغط كبير ، تتقارب جسيماتها ويقل حجمها وبالتالي تزداد كثافتها ، مما يعني أن كلا من علاقة الضغط والحجم هي علاقة عكسية وبالتالي علاقة الكثافة. الطباعة هي أيضًا علاقة عكسية.
-
اقرأ أيضًا: قانون الحجم في الفيزياء ، والقياسات ، والاختلاف بينها ، والحجم ، والكتلة ، والكثافة
كيفية قياس الكثافة
يتم قياس الكثافة لأجسام مختلفة بطريقتين:
- معرفة كتلة الجسم وحجمه وتطبيق قانون الكثافة كما ذكرنا سابقًا.
- يتم استخدامه لتقدير كثافة أنواع مختلفة من السوائل باستخدام مقياس كثافة السوائل ، وهو جهاز أسطواني مصنوع من الزجاج ببوصلة.
اقرأ أيضًا: ما هي أصعب مادة في جسم الإنسان؟
بعض التطبيقات المتعلقة بكثافة حياتنا
فيما يلي بعض الممارسات الشديدة في حياتنا:
البواخر والغواصات
يسمح للسفن بالطفو فوق سطح الماء أثناء تصميمها وفقًا لقانون الكثافة وقوانين الطفو ، وهي مصممة لاحتواء خزانات التوازن القوية والمصفوفة المملوءة بالهواء لتقليل الكثافة من الماء. يحدث العكس في الغواصة التي يتم إخلاءها من الهواء حتى تزداد كثافتها وتغرق بسهولة في الأعماق.
توازن الطائرة في الهواء
من خلال التحكم في وزن وسرعة وضغط الطائرة في الداخل ، تختلف كثافة الطائرة حسب نوع الوقود المستهلك ، وتختلف كثافة الطائرة من مكان إلى آخر على طول نفس الطائرة.
منطاد
وتعتمد فكرته أيضًا على كثافة الهواء فيها ، فكلما زاد دفء الهواء ، زاد ارتفاعه بسبب قلة كثافته ، مما يجعل طفو الفقاعة ، الذي يعتمد على الكثافة ، أكثر من وزنها ، فتبقى. نظرًا لكثافة الهواء بالداخل ، فإذا كان وزن البالون أكبر من قابليته للطفو ، فسوف ينخفض إلى أعلى.
السمكة
وهي تتبع قواعد أرخميدس في الطفو والكثافة ؛ عندما يريد أن ينهض هنا ويطفو على الماء يملأ المثانة بالهواء ويفرغها من الهواء لتقليل كثافتها حتى تغوص بسهولة في الأعماق.
اقرأ أيضا: ما هي الكثافة وما هو قانون الكثافة وأهميتها والعوامل المؤثرة فيها
هنا أجبنا في هذا المقال عن الخاصية التي تحدد احتمالية غمر جسم صلب في سائل ، ولكنها توضح أيضًا بعض المعلومات حول الكثافة وكيفية قياسها وبعض التطبيقات المهمة المتعلقة بالكثافة في حياتنا.