আপনি কি কখনো ভেবে দেখেছেন, কঠিন বস্তু কেন জলের উপরিতলে ভাসে? আপনি জলে কর্কটি রাখলে সেটি ভাসে। অন্যদিকে, আপনি যদি জলে একটি সেলাইয়ের সুঁচ বা পাথর রাখেন, তবে সুঁচ বা পাথরটি ডুবে যাবে, যদিও সুঁচ বা পাথরটির আকার কর্কের চেয়ে ছোট। কোন কারণগুলোর জন্য একটি কঠিন বস্তু জলের উপরিতলে ভাসে?
পৃথিবীর মহাকর্ষ বল ভূপৃষ্ঠের প্রতিটি বস্তুর উপর কাজ করে, তাই ভরযুক্ত প্রতিটি বস্তুর উপরই মহাকর্ষ বল কাজ করে। যদি কোনো কঠিন বস্তুর ওজন বল (w) পানির প্লবতা বল (F A ) অপেক্ষা কম হয়, তবে বস্তুটি পানিতে নিমজ্জিত করলে তা উপরে উঠে আসে এবং পানির পৃষ্ঠে ভেসে থাকে।
বস্তুগুলো উপরের দিকে ওঠে এবং জলের পৃষ্ঠে ভাসে, কারণ বস্তুটির উপর একটি মোট বা লব্ধি বল ঊর্ধ্বমুখীভাবে কাজ করে, যেখানে মোট বলের মান = প্লবতা বল – অভিকর্ষ।
বর্ণনা: ρ = ভর ঘনত্ব, g = মহাকর্ষীয় ত্বরণ, Vবেন্ডা = জলে নিমজ্জিত বস্তুর আয়তন (বস্তুটির সমস্ত অংশ জলে নিমজ্জিত থাকে), P = চাপ, A = পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল, m = বস্তুটির ভর।
এই সমীকরণের উপর ভিত্তি করে এই সিদ্ধান্তে আসা যায় যে, জলে নিমজ্জিত কোনো বস্তুর গতির দিক শুধুমাত্র বস্তুটির ঘনত্ব এবং জলের ঘনত্ব দ্বারা প্রভাবিত হয়। যদি জলের ঘনত্ব বস্তুটির ঘনত্বের চেয়ে বেশি হয়, তবে জলে নিমজ্জিত হওয়ার পর বস্তুটি উপরের দিকে উঠে আসবে (বস্তুটি ভাসে)।
যখন কোনো বস্তু পানির পৃষ্ঠে ভাসে, তখন প্লবতার মান অবশ্যই বস্তুটির ওজনের মানের সমান হতে হবে, যাতে লব্ধি বল শূন্য হয় এবং বস্তুটি স্থিতিশীল সাম্যাবস্থায় (অর্থাৎ বস্তুটি স্থির থাকে) থাকে।
বিবরণ: ρ = ঘনত্ব, v1 = জলে নিমজ্জিত বস্তুর আয়তন, v2 = বস্তুর মোট আয়তন
যখন কোনো বস্তু পানির উপরিতলে ভাসে, তখন পানিতে নিমজ্জিত বস্তুটির আয়তন নির্ধারিত হয় বস্তুটির আয়তন এবং পানির ঘনত্বের সাথে বস্তুটির ঘনত্বের অনুপাত দ্বারা। যদি বস্তুটি পানি ছাড়া অন্য কোনো তরলের উপরিতলে ভাসে, তবে পানির ঘনত্বের পরিবর্তে সেই তরলের ঘনত্ব ব্যবহৃত হয়।
