ما الخاصية التي تحدد ما إذا كان يمكن غمر مادة صلبة في سائل؟
تعتبر الكثافة إحدى الخصائص الفيزيائية المميزة للمادة ، والتي تختلف قيمتها من مادة إلى أخرى ، ونتيجة لذلك فإن قدرة الأشياء على الغرق في السوائل أو الطفو على سطحها تعتمد على الاختلاف في قيمة الكثافة بين مادة صلبة وسائلة ، حيث:
- سوف يطفو الجسم على سطح السائل إذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة السائل.
- يغرق الجسم في سائل إذا كانت كثافة مادته أكبر من كثافة السائل.
- يتم تعريف كثافة المادة على أنها مقدار الكتلة لكل وحدة حجم للمادة أو كتلة 1 سم مكعب من هذه المادة.
- تُقاس الكثافة بالجرام / سم مكعب.
- يمكن قياس كثافة الجسم من خلال معرفة كل من كتلته والمساحة التي يشغلها في الفضاء (حجمه) باستخدام القانون التالي: “الكثافة = الكتلة ÷ الحجم”.
- يتضح من القانون السابق أنه كلما زادت قيمة كتلة الجسم ، زادت كثافته والعكس صحيح ، أي أن العلاقة بين الكثافة والكتلة هي علاقة مباشرة ، بينما العلاقة بين الكثافة والحجم لـ نفس الجسم هو علاقة عكسية.
- إذا تساوت كثافة الجسم وكثافة السائل ، يظل الجسم عائمًا فوق سطحه.
- لاحظ الباحثون أن كثافة الأجسام تتأثر بأحد العنصرين التاليين:
- الحرارة: كلما ارتفعت درجة حرارة مادة ما ، زادت حركة جزيئاتها وزادت المسافة بينها ، وبالتالي يزداد حجمها وبالتالي تنخفض كثافتها ، أي أن العلاقة بين الكثافة والحرارة هي علاقة عكسية.
- الضغط: عندما تتعرض مصفوفة لضغط عالٍ ، تتصادم جزيئاتها مع بعضها ويتناقص حجمها ، مما يزيد من كثافتها.
كيفية قياس الكثافة
يتم قياس الكثافة لأجسام مختلفة بطريقتين:
- من خلال معرفة كتلة الجسم وحجمه وتطبيق قانون الكثافة كما ذكرنا سابقًا.
- من خلال استخدام مقياس كثافة السوائل ، وهو جهاز أسطواني مصنوع من الزجاج يحتوي على بوصلة ، ويستخدم لتقدير كثافة السوائل على اختلاف أنواعها.
بعض تطبيقات الكثافة في حياتنا
فيما يلي بعض تطبيقات الكثافة في حياتنا:
البواخر والغواصات
تم تصميمها بناءً على قانون الكثافة وقوانين الطفو ، حيث تم تصميم السفن لاحتواء خزانات توازن قوية ومدرعة مملوءة بالهواء لتقليل كثافتها من الماء وبالتالي ضمان طفوها فوق السطح. الماء ، بينما في الغواصة هو العكس ، حيث يتم تفريغها من الهواء لزيادة كثافتها وتغرق بسهولة في قاع الأعماق.
توازن الطائرة في الهواء
ويتم ذلك من خلال التحكم في وزن الطائرة وسرعتها والضغط بداخلها ، بحيث تختلف كثافة الطائرة حسب نوع الوقود المستخدم ، وتتغير كثافة الطائرة من مكان إلى آخر طوال الوقت. الطائرات.
منطاد
يعتمد مفهومه أيضًا على كثافة الهواء بداخله ، فكلما زاد دفء الهواء ، ارتفع ارتفاعه بسبب كثافته المنخفضة ، مما يجعل طفو البالون المعتمد على الكثافة أكبر من وزنه.
سمك
اتبع قواعد الطفو والكثافة التي وضعها أرخميدس عندما تملأ المثانة الهوائية بالهواء عندما تريد أن تتسلق وتطفو فوق الماء وتفريغه من الهواء لتقليل الكثافة حتى تغوص بسهولة في الأعماق.
هنا في هذا المقال أجبنا على ما هي الخاصية التي تحدد إمكانية غمر جسم صلب في سائل وأيضًا رابط لبعض المعلومات حول الكثافة وكيفية قياسها وبعض التطبيقات المهمة حول الكثافة في حياتنا.