أكتشف بنفسك : الصفحة الرئيسية > تبادُل > مواد و خامات > سؤال/ جواب
تجربة حول الطفو
١٠/٠٥/٢٠٠٣
تاريخ
 
سؤال من
 

لقد أحضر تلميذ الجهاز التالي إلى الفصل: - زجاجة بلاستيكية مملوءة بالماء ومسدودة، - وبداخلها أنبولة زجاجية (كالأنبولات الطبية) كان قد قام بصب ماء بها دون أن يملأها ثم أحكم سدها بالشمع. ولكون الأنبولة داخل الزجاجة طفت مما لم يدهش الأطفال ولكن عند الضغط على الزجاجة (بالأعلى أو بأي مكان على جوانب الزجاجة) تهبط الأنبولة إلى قاع الزجاجة. ولا تعتبر أي من النظريات العديدة التي وضعها التلاميذ مقنعة ولا أتمكن من فهم تلك الظاهرة؛ فهل بإمكانكم توضيح هذا؟

 

 
 
١٣/٠٥/٢٠٠٣
تاريخ
 
إجابة من
 

إليك شرح ممكن حتى وإن بدا صعب الفهم نظرا للمهارة التي تتطلبها العملية. إذا كانت الأنبولة المسدودة تحتوي على الكمية "الصحيحة" من الماء ستطفو ولكن بالكاد ستطفو. أي أن كتلة الأنبولة + كتلة الماء بداخلها + الشمع مقسومة على الحجم الكلي (الكتلة الحجمية إذا) أقل من ١جم/سم٣ وهو الكتلة الحجمية للماء السائل. وتكون بالتالي قوة دفع أرشميدس بالكاد كافية لجعل الأنبولة تطفو. والحال أن في وجود الضغط الممارس على الزجاجة المغلقة يتم كبس الشمع (قليلا) من الخارج (الضغط الماء الموجود بالزجاجة). وينخفض الحجم الكلي للأنبولة بمقدار ضئيل ولكنه كافٍ لجعل الكتلة الحجمية أكبر من ١جم/سم٣. ونتيجة لذلك تصبح قوة دفع أرشميدس أقل بقليل من وزن الأنبولة وبالتالي تغوص الأنبولة! ولكن حتى يصبح هذا الشرح صحيحا ينبغي ضبط كمية الماء... إلا إذا كان هناك شرح آخر!

 
 
تجربة حول الطفو

 
 
١٦/٠٥/٢٠٠٣
تاريخ
 
إجابة من
 

أعتقد أننا في حضور "رقاص الضغط"
وسأفترض أن جانبي الأنبولة غير مسدودين بالشمع. فإذا كان هذا هو الحال فسيكون من السهل إثبات نظرية مارتن Martin ولكن باستخدام مادة الارالديت araldite وليس الشمع في السد. ونظرا لكون رقاص الضغط معروفا فلا أرى الحاجة إلى اللجوء إلى عملية تقوم على قابلية الشمع الصلب لتغيير هيئته بينما يضمن دخول الماء تشغيل النظام. إن الإناء الأساسي لرقاص الضغط مملوء بالماء ومغلق بغشاء يسمح بتغيير ضغط السائل. وتكون الأنبولة المتحركة والتي تكون على شكل كرة أو قطرة مملوءة جزئيا بالماء. وأفترض أن تلك الأنبولة مثقوبة بثقب صغير بالجزء السفلي (الجزء الذي يتم تعليق قارب صغير به مثلا) يسمح بدخول الماء داخل الأنبولة عندما يرتفع الضغط الممارس على السائل. فيزيد وزنها بينما يبقى الحجم ثابتا مما يتسبب في هبوطها بما أن قوة دفع أرشميدس لم تتغير. وأعتقد أن الأنبولة الطبية في تلك الحالة المعروضة علينا ليست مسدودة إلا من جانب واحد وبالتالي فإنها تعمل مثل رقاص الضغط التقليدي. ويمكن التنبيه إلى وجود رقاص الضغط داخل إناء مغلق مملوء بالكحول يتم رفع الضغط به بواسطة مصباح متوهج يسمح إطفاؤه بصعود الجسم المتحرك وهكذا.

 
 
أدوات
© اكتشف بنفسك ٢٠٢٤