آشناوری

[Rez@ee]

محاسبه‌ي جرم از قانون شناوري

شناوري از افزايش فشار سيال (مايع يا گاز) با از افزايش عمق و وارد شدن فشار از تمام جهت‌ها به جسم (اصل پاسكال) نشأت گرفته است. به‌طوريكه نيروي روبه بالاي نامتعادلي به كف جسم وارد مي‌شود. وقتي به «توپ آبي» شكل سمت چپ فشار وارد مي‌شود و جسم جامد سمت راست دقيقاً همان ميزان فشار را تجربه مي‌كند، مشخص مي‌شود كه نيروي شناوري بر جسم جامد برابر است با ميزان آب جابه‌جا شده (اصل ارشميدس- زنگ تفريح 137).

شكل 1.

اجسام با حجم برابر نيروي شناوري يكساني را تجربه مي‌كنند.

فرض كنيد توپ‌هاي يك شكل و اندازه‌اي از چوب پنبه، آلومينيم و سرب به ترتيب ضريب گرانشي 0.2، 2.7 و 11.3 دارند. اگر حجم هر كدام 10 سانتي‌متر مكعب باشد آنگاه جرم‌هاي آن‌ها 2، 27 و 113 گرم است. هر كدام 10 گرم آب را جابه‌جا مي‌كنند و جرم ظاهري به ترتيب 8، 17‌و 103 گرم خواهند داشت.

شكل 2.

رفتار اين سه توپ مسلماً در بيرون از آب با هم متفاوت است. چوب پنبه به سمت بالا مي‌رود، آلومينيم ته‌نشين مي‌شود و سرب سريع‌تر از آلومينيم ته‌نشين خواهد شد. منتهي نيروي شناوري روي هر كدام يكسان است چون فشار معين اطراف به آن‌ها وارد مي‌شود و به يك ميزان آب را جابه‌جا مي‌كنند. تفاوت رفتار آن‌ها از مقايسه‌ي نيروي شناوري در مورد وزن هر جسم مشخص مي‌شود.

شكل 3.