آیا تا به حال پرسیدهاید که چرا اجسام جامد روی سطح آب شناور میشوند؟ چوب پنبه را در آب قرار میدهید و چوب پنبه شناور میشود. از طرف دیگر، اگر یک سوزن خیاطی یا سنگ را در آب قرار دهید، سوزن خیاطی یا سنگ در آب فرو میرود، حتی اگر اندازه سوزن یا سنگ از چوب پنبه کوچکتر باشد. چه عواملی باعث میشود یک جسم جامد روی سطح آب شناور شود ؟
نیروی گرانش زمین بر هر جسمی که روی سطح زمین قرار دارد، عمل میکند، بنابراین هر جسمی که جرم دارد، نیروی گرانش دارد. اگر نیروی وزن (w) یک جسم جامد کمتر از نیروی شناوری (F A ) آب باشد، وقتی جسم جامد در آب غوطهور میشود، به سمت بالا حرکت میکند و روی سطح آب شناور میشود.
اجسام به سمت بالا حرکت میکنند و روی سطح آب شناور میشوند، زیرا یک نیروی کل یا نیروی برآیند به سمت بالا وجود دارد که بر جسم وارد میشود، که در آن بزرگی نیروی کل = نیروی شناوری - گرانش.
شرح: ρ = چگالی جرم، g = شتاب گرانش، Vهدف - شی = حجم جسم غوطهور در آب (تمام قسمتهای جسم در آب غوطهور است)، P = فشار، A = مساحت سطح، m = جرم جسم.
بر اساس این معادله، میتوان نتیجه گرفت که جهت حرکت یک جسم غوطهور در آب، تنها تحت تأثیر چگالی جسم و چگالی آب است. اگر چگالی آب بیشتر از چگالی جسم باشد، جسم پس از غوطهور شدن در آب به سمت بالا حرکت میکند (جسم شناور میشود).
وقتی جسمی روی سطح آب شناور میشود، بزرگی نیروی شناوری باید با بزرگی وزن جسم برابر باشد تا برآیند نیروها صفر شود و جسم در تعادل استاتیکی (جسم در حال سکون) قرار گیرد.
شرح: ρ = چگالی، v1 = حجم جسم غوطهور در آب، v2 = حجم کل جسم
وقتی جسمی روی سطح آب شناور میشود، حجم جسم غوطهور در آب توسط حجم جسم و نسبت چگالی آب به چگالی جسم تعیین میشود. اگر جسم روی سطح مایعی غیر از آب شناور شود، چگالی آب با چگالی مایع جایگزین میشود.
