سوال فیزیک در مورد نیروی جاذبه

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

سلام دوستان

وقت شما بخیر إن شاء اللّٰه

سوال :

یک ناو هواپیمابر و یا یک قایق کوچک سه متری رو در نظر بگیرید که روی آبِ ساکن و راکد ، شناور هستند و ایستاده‌اند و در حرکت نیستند .

حالا اگر در یک لحظه ، نیروی جاذبه ی زمین ۲ برابر بشه ، مقدار شناور بودنِ این ناو و این قایق در آب چه تغییری می‌کنه ؟
آیا بیشتر در آب فرو می‌روند یا تغییری نمی‌کنند ؟

[javad2015]

فشار برابر با حاصل تقسیم نیرو بر سطح هست.......تو این مورد نیرو همون پتانسیل گرانشی هست که برابر mgh هست_جرم*شتاب جاذبه* ارتفاع) چون رابطه فشار با نیرو مستقیم هست طبیعتا فشار بیشتر باعث فرو رفتن بیشتر در اب میشه.
در واقع مثل این میمونه که قایق یا ناو رو به انازه وزنشون بار کنیم بدون تغییر سطح تماسی.

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

فشار برابر با حاصل تقسیم نیرو بر سطح هست.......تو این مورد نیرو همون پتانسیل گرانشی هست که برابر mgh هست_جرم*شتاب جاذبه* ارتفاع) چون رابطه فشار با نیرو مستقیم هست طبیعتا فشار بیشتر باعث فرو رفتن بیشتر در اب میشه.
در واقع مثل این میمونه که قایق یا ناو رو به اندازه ‌ی وزنشون بار کنیم بدون تغییر سطح تماسی.

سلام
ممنون از حضورتون و پاسختون

شما عقیده دارین که بیشتر در آب فرو می‌رند .

بنده تصورم این هست که وضعیتشون تغییری نمیکنه زیرا :

درسته که وزن قایق و ناو ۲ برابر میشه طبق فرمول W=mg (وزن=جرم ضربدر شتاب جاذبه ) ولی همزمان ، وزن آبها هم افزایش ۲ برابری داره.

وقتی آبها هم وزن دو برابری داشته باشه در نتیجه فشار بیشتری هم به قایق و ناو وارد می‌کنند که باعث عدم تغییر در شناور بودنِ این ناو و قایق داره

اینها ظاهراً با جرم حجمی و چگالی آب هم رابطه داره .

نمی‌دونم آیا وقتی جاذبه ۲ برابر بشه آیا جرم حجمی آب تغییر می‌کنه یا ثابت می‌مونه ؟ چون در جایی خواندم که مایعات بر اثر فشار ، حجمشون بسیار بسیار بسیار کم تغییر می‌کنه .

حالا وقتی وزنِ آبها ۲ برابر بشه نمی‌دونم این وزنِ دوبرابری آیا باعث تغییر جرم حجمی آب هم میشه یا نه ؟


=======================================
دوستان , به نفع شما هست که مطالب بنده ی مخلص رو بخونید و دنبال کنید چون هم کلی پول توش هست هم امنیت و ایمنی ، هم آسایش و آرامش ، هم دور شدن از بسیاری از خطرها و ضررهای دنیا و هم پایان و عاقبتِ خوش و خیر إن شاء الله ..

چند نمونه :
.

میلیونها تومن صرفه جویی در هزینه های خودرو و هزینه‌های زندگی :
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

تجربه‌های رانندگی ( بسیار مهم )

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]رانندگی

توصیه های مهم امنیتی:
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

قوانین و مقرراتِ گفتگو و تبادلِ نظر:

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
.
برنامه های مهم و کاربردی برای گوشیهای اندرویدی :
.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
.
تاپیک جامع لوله‌کشی و پمپ آب و مخزن آب ( مشاوره و تعمیر و سرویس)
.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
.

سرویس و نگهداری و تعمیر آبگرمکن دیواری
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]


تاپیک جامع دستگاه تصفیه آب خانگی. (مشاوره، سرویس و تعمیر )
.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[javad2015]

چگالی یک ماده بستگی به نیروی بین مولکولی داره...هر چی قویتر باشه اون ماده فشرده تر و چگالتر خواهد بود....فک نمیکنم با تغییر جاذبه(حداقل تو رنج دو برابر) این نیرو افزایشی پیدا بکنه.حتی اگرم افزایش پیدا کنه نمیتونه به دو برابر شدن وزن غلبه کنه و بازم بیشتر فرو میره. در مورد چگالی باید بگم که اینجا ما از جرم صحبت میکنیم و نه وزن.چون چگالی برابر با تقسیم جرم بر حجم هست...اگر فرض بگیریم با فازشی جاذبه حجم کاهش پیدا میکنه و اب چگالتر میشه آیا این کاهش حجم باعث نصف شدن حجم اب میشه؟!مسلما خیر تاثیرش کمتر این حرفاست

[paveej]

سلام دوستان.همونطور که میدونید توی سیالات طبق قانون ارشمیدس وزن جسم توی سیال به اندازه وزن سیال جابجا شده سبک میشه.یعنی از طرف سیال نیرویی به جسم وارد میشه که برابر وزن سیال جابجا شده است و بهمین دلیل وزن ظاهری اجسام در آب کمتر از وزن واقعی هست .
وقتی که یه جسمی توی یه سیال مثلا توی آب شناور میشه دلیل شناور شدنش این هست که وزن آب جابجا شده دقیقا برابر وزن جسم میشه و اگه وزن جسم بیشتر از آب جابجا شده باشه توی آب فرو میره.
حالا برای مثال یه استوانه که توی آب شناور هست رو در نظر بگیرید.این جسم وقتی شناور میشه که وزن آب جابجا شده برابر وزن جسم باشه.وزن آب جابجا شده برابر وزن آب معادل حجمی از جسم هست که توی آب فرو رفته.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]


اگه مساحت قاعده استوانه s و ارتفاع حجمی از استوانه که وارد آب شده h باشه و وزن جسم رو w و جرم سیال جابجا شده رو m و جرم حجمی سیال رو p در نظر بگیریم برای اینکه استوانه شناور بشه بشه داریم:
w=mg ----> w=pvg -----> w=pshg -----> h=w/psg
اگه جرم استوانه شناور رو M در نظر بگیریم داریم:
h=w/psg ----> h=Mg/psg -----> h=M/ps

همونطور که مشخص هست شتاب جاذبه از فرمول حذف میشه و بنابراین تغییر شتاب جاذبه تاثیری بر عمق فرورفتن استوانه در آب نداره.البته در صورتیکه فرض کنیم شتاب جاذبه تاثیری بر فاصله بین ملکولی اجسام و سیالات نداشته باشه و حجم و جرم حجمی ثابت بمونه.

[javad2015]

این فرمول بندی شما کاملا به موضوع بی ربطه این h که شما به دست اوردید در واقع ارتفاع استوانه هست......نه فاصله کف استوانه تا ته ظرف....طبیعی هست که این اندازه با جاذبه تغییری نمیکنه چون بستگی به حالت فیزیکی جسم داره.یعنی جرم و چگالی و مساحت سطح طبق این فرمول.
اینجا ما داریم از فشار صحبت میکنیم فشار دو برابر بیشتر باعث اعمال نیرو دو برابر میشه ......ولی ایا جاذبه دوبرابر باعث ایجاد ماده دو برابر چگالتر میشه؟مسلما خیر.چون سطح ثابت هست و فشار دو برابر شده و نیروی بین مولکولی نمیتوه به این فشار دو برابر غلبه کنه پس مطمینا بیشتر فرو میره.

[paveej]

البته خیلی وقت هست که سروکاری با فیزیک ندارم و ممکنه فرمول و نتیجه گیری اون درست نباشن .ولی منظورم از h ارتفاع مقداری از استوانه هست که توی آب فرورفته.یعنی فاصله کف استوانه تا سطح آب.

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

چگالی یک ماده بستگی به نیروی بین مولکولی داره...هر چی قویتر باشه اون ماده فشرده تر و چگالتر خواهد بود....
فک نمیکنم با تغییر جاذبه(حداقل تو رنج دو برابر) این نیرو افزایشی پیدا بکنه.
حتی اگر هم افزایش پیدا کنه نمیتونه به دو برابر شدن وزن غلبه کنه و بازم بیشتر فرو میره.
در مورد چگالی باید بگم که اینجا ما از جرم صحبت میکنیم و نه وزن.چون چگالی برابر با تقسیم جرم بر حجم هست...
اگر فرض بگیریم با فازشی جاذبه حجم کاهش پیدا میکنه و آب چگالتر میشه آیا این کاهش حجم باعث نصف شدن حجم اب میشه؟
!مسلما خیر تاثیرش کمتر این حرفاست

سلام

با تبریک سال نو به شما و سایر دوستان

◼️چگالی به فشار و به نیروی جاذبه هم ربط داره .

◼️ وقتی جاذبه ۲ برابر میشه ، وزن حجمی آب هم دوبرابر میشه

الان وزن حجمی آب ، ۱۰۰۰ کیلوگرم در متر مکعب هست یعنی یک مکعب یک‌ متریِ آب ، ۱۰۰۰ کیلوگرم وزن داره و ۱۰۰۰ لیتر هم‌حجم داره

وقتی جاذبه ۲ برابر بشه ، وزن حجمی آب هم میشه ۲۰۰۰ کیلوگرم در متر مکعب .
◼️ حالا در این آب ۲۰۰۰ کیلوگرمی اگر وزن قایق و ناو تغییر نکرده بود باعث میشه مثل چوب پنبه بیان روی آب ولی چون اونها هم وزنشون ۲ برابر شده پس شناوریشون تغییری نمی‌کنه چون نیروی ارشمیدس درست برعکس جاذبه عمل می‌کنه

◼️ برای درک بهتر این موضوع ، یک‌ مترمکعب جیوه رو در جاذبه ی فعلی در نظر بگیرید .

وزن حجمیش حدود ۱۳,۵۰۰ کیلوگرم در مترمکعب هست یعنی بسیار بسیار سنگین‌تر و چگالتر از آب .
حتی تیرآهن هم مثل یک تکه چوب روی جیوه شناور میشه و انسان و حتی فیل میتونند روی یک استخر جیوه بدوند یا بایستند !

[javad2015]

جواب سوال رو به صورت علمی یافتم.....

[javad2015]

این سوال شما اصلا اشتباهه من از همون اولم شک داشتم....وقتی حالت فیزیکی جسمی تغییر نکنه تو بحث شناوری چیزی تحت عنوان بیشتر فرو رفتن نداریم.میزان فرو رفتگی یک جسم شناور فقط بستگی به شکلش داره و نه وزنش مثلا یک کشتی وقتی بیشتر بارگیری میکنه اینجور نیست که مثلا بدنه کشتی 10 سانت بیشتر بره تو اب ...فقط اب بیشتری از اطراف کشتی جابه جا میکنه یعنی در واقع انحنا بیشتری در سطح اب ایجاد میکنه.یعنی شما تا زمانی که فشار سیال اطراف شناور بیشتر باشه جسم شناور میمونه حالا هر چه قدر وزن داشته باشه اگه فشار جسم شناور بیشتر شد کاملا غرق میشه.بیشتر فرو رفتن بی معنیه.باید این جور مطرح میشد حجم اب جابه جا شده چه تغییری میکنه.شما دو بحث چگالی و فشار رو اوردید کنار هم تو این سوال.
اشتباه ما این بود که اومدیم چگالی رو با فشار مقایسه میکردیم.فشار رو باید با فشار و چگالی رو باید با چگالی مقایسه کرد.
طبق قانون نیوتون هر کنشی واکنش داره یعنی اگر یک جسم به جرم 10 کیلوگرم در شتاب گرانش 10 روی زمین قرار بگیره دقیقا به اندازه نیروی وزن جسم که رو به پایین هست زمین به جسم نیروی رو به بالا وارد میکنه.
در مورد اب هم همین طوره هر چی به عمق اب بریم فشار بیشتر میشه و این فشار هم با چگالی و هم عمق و و هم جاذبه مرتبطه و دو برابر میشه و نیروی این فشار به سمت پایین هست و طبق قانون نیوتون یک نیروی رو به بالا دقیقا برابر با نیرو رو به پایین هم در همون نقطه داریم حالا ما اگه بتونیم این حجم اب رو ککنار بزنیم و با حفظ فشار رو به بالا فشار رو به پایین رو حذف کنیم میتونی برابر با وزن اب جابه جا شده جسم خودمون رو قرار بدیم کاری که کشتی ها میکنن مثل شکل زیر.....صحبت کردن از چگالی اینجا کاملا اشتباه بود ما باید در مورد فشار صحبت میکدردیم نه چگالی.هر چند فشار به چگالی هم مرتبطه.
چون فشار اب جا به جا شده و فشار نیروی وزن شناور هر دو به جاذبه مرتبطه پس شتاب جاذبه از معادلات خط میخوره.......
این توصیف کامال صحیح این مساله هست.
اون بحث چگالی مربوط میشه به اینکه در چه صورت یک جسم شناور میمونه......این بحث باید در مورد فشار صحبت میکردیم.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[javad2015]

فرمول بندیش اینه:
نیروی وارده از جسم f=mg
نیروی واکنشی وارده از سیال
p=f/a---->F=PA----->F=qghA
چون این دو نیرو باید برابر باشه پس
mg=qghA
m=qha
حاصل ha همون حجم اب میشه که در چگالی اب ضرب شده و سمت راست معادله جرم اب مورد نیاز برای تولید نیروی برابر و خلاف جهت وزن جسم شناور هست.....سمت چپ هم جرم جسم.
پس در نتیجه جرم اب جابه جا شده با جرم جسم شناور باید برابر یا بیشتر باشه تا جسم شناور بمونه...همون قانون ارشمیدس

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

این سوال شما اصلا اشتباهه

من از همون اول هم شک داشتم...

◼️وقتی حالت فیزیکی جسمی تغییر نکنه تو بحث شناوری چیزی تحت عنوان بیشتر فرو رفتن نداریم.

◼️ میزان فرو رفتگی یک جسم شناور فقط بستگی به شکلش داره و نه وزنش

مثلا یک کشتی وقتی بیشتر بارگیری میکنه اینجور نیست که مثلا بدنه کشتی 10 سانت بیشتر بره تو اب ...فقط آب بیشتری از اطراف کشتی جابه جا میکنه یعنی در واقع انحنا بیشتری در سطح آب ایجاد میکنه.

یعنی شما تا زمانی که فشار سیال اطراف شناور بیشتر باشه جسم شناور میمونه حالا هر چه قدر وزن داشته باشه اگه فشار جسم شناور بیشتر شد کاملا غرق میشه

.بیشتر فرو رفتن بی معنیه.باید این جور مطرح میشد حجم آب جابه جا شده چه تغییری میکنه.
شما دو بحث چگالی و فشار رو آوردید کنار هم تو این سوال.

اشتباه ما این بود که اومدیم چگالی رو با فشار مقایسه میکردیم.فشار رو باید با فشار و چگالی رو باید با چگالی مقایسه کرد.

طبق قانون نیوتون هر کنشی واکنش داره یعنی اگر یک جسم به جرم 10 کیلوگرم در شتاب گرانش 10 روی زمین قرار بگیره دقیقا به اندازه نیروی وزن جسم که رو به پایین هست زمین به جسم نیروی رو به بالا وارد میکنه.
در مورد آب هم همین طوره هر چی به عمق آب بریم فشار بیشتر میشه و این فشار هم با چگالی و هم عمق و و هم جاذبه مرتبطه و دو برابر میشه و نیروی این فشار به سمت پایین هست و طبق قانون نیوتون یک نیروی رو به بالا دقیقا برابر با نیرو رو به پایین هم در همون نقطه داریم حالا ما اگه بتونیم این حجم اب رو ککنار بزنیم و با حفظ فشار رو به بالا فشار رو به پایین رو حذف کنیم میتونی برابر با وزن اب جابه جا شده جسم خودمون رو قرار بدیم کاری که کشتی ها میکنن مثل شکل زیر.....صحبت کردن از چگالی اینجا کاملا اشتباه بود ما باید در مورد فشار صحبت میکدردیم نه چگالی.هر چند فشار به چگالی هم مرتبطه.
چون فشار اب جا به جا شده و فشار نیروی وزن شناور هر دو به جاذبه مرتبطه پس شتاب جاذبه از معادلات خط میخوره.......
این توصیف کامال صحیح این مساله هست.
اون بحث چگالی مربوط میشه به اینکه در چه صورت یک جسم شناور میمونه......این بحث باید در مورد فشار صحبت میکردیم.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سلام
ممنونم از حضورتون در این تاپیک و نظراتتون

◼️ سوال درسته .

◼️ مطلبِ شما چند اشتباه داره و سعی میکنم سر فرصت همه رو بررسی کنیم

قسمت قرمز رنگ در مطلب شما رو بررسی می‌کنیم :

اول باید قانون ارشمیدس رو خوب درک کنیم و با هم متفق القول بشیم در مورد قانون ارشمیدس . تا بعدش بتونیم سوال این تاپیک رو بررسی کنیم .

◼️ قانون ارشمیدس به زبان ساده میگه :
وقتی یک جسم در یک سیال قرار میگیره ، به اندازه ی وزنِ سیالی که جابجا می‌کنه از وزنش کاسته میشه


مثال :

◼️ یک توپ تنیس اگر ۱۵۰ گرم وزن داشته باشه و داخلش هم فضای کافی باشه برای ۵۵۰ گرم آب ‌. حالا وقتی این توپ روی آب قرار داده بشه ، تا حدی فرو می‌ره که ۱۵۰ گرم آب رو جابجا کنه و به اندازه ی همون ۱۵۰ گرم آبِ جابجا شده هم از وزنش کاسته میشه یعنی وزنش صفر میشه و درنتیجه روی آب شناور میمونه و فقط تا حد معینی در آب فرو رفته یعنی نیروی جاذبه و نیروی شناوری ارشمیدس دقیقاً با هم برابر و مختلف الجهت هستند .

◼️ حالا اگه ۲۰۰ گرم وزنه ی سربی ببندیم به زیر این توپ ، کشیده میشه داخل آب اما وقتی ۲۰۰ گرمِ دیگه از آب رو جابجا کرد دوباره وزنش صفر میشه و در همون وضعیت شناور میمونه درحالیکه بیشتر از دفعه ی قبل در آب فرو رفته .

◼️ حالا ۲۰۰ گرم دیگه وزنه ی سربی هم به زیرش می‌بندیم .

حالا کل توپ کاملاً می‌ره زیر آب ولی باز هم شناور میمونه و پایین نمیره چون باز هم وزنش صفر شده پس نه بالا می‌ره نه پایین و در همین حد میمونه و فقط بالای توپ ، اندکی زیر سطح آب هست .

◼️ حالا اگه ۵۰ گرم دیگه وزنه سربی اضافه کنم به زیرش ، دیگه نمیتونه آب بیشتری جابجا کنه چون با توجه به حجمش فقط میتونست ۴۰۰ گرم آب رو جابجا کنه و حالا دیگه کاملاً زیر آب هست یعنی هر چه می‌تونسته آب جابجا کرده بنابراین بعد از اضافه کردن وزنه ی ۵۰ گرمی شروع می‌کنه به فرو رفتن در آب و بیشتر و بیشتر در آب فرو می‌ره

◼️ البته این فرو رفتن تا عمق معینی ادامه پیدا می‌کنه و اگر فرض کنیم که یک توپ فولادیِ تو خالی باشه ، بالاخره به یک عمقی که برسه ، در همون عمق ثابت می‌مونه و نه بالاتر می‌ره و نه پایینتر که علتش رو بعداً بررسی می‌کنیم

◼️ حالا آیا شما با بنده متفق‌القول هستید در مورد مطالب که نوشته‌ام ؟

[javad2015]

منم که گفتم میزان فرو رفتن به شکل جسم بستگی داره.....اگه کشتی دارای کف پهن باشه بیشتر فرو نمیره فقط انحنا بیشتری در اثر وزن بیشتر ایجاد میکنه ولی اگه حالت v شکل باشه این بله هم بیشتر فرو میره و هم انحنا بیشتری ایجاد میکنه.
الان یه مثال میزنم که شما هر چی وزن اظاف کنی جسم در اب اصلا فرو نمیره:
شما فرض کن یه تخته چوبی داری به مساحت ده متر مربع و ضخامت فقط نیم سانت...حالا فرض کن این تخته میتونه تا 100 کیلو گرم رو روی اب شناور نگه داره ....شما چه 1 کیلو بزاری چه 100 کیلو تخته در اب فرو نمیره و فقط انحنا بیشتر ایجاد میکنه.
در مورد موندن در نیمه اب هم کلا بستگی به چگالی داره... و فقط اجسامی میتونن در نیمه اب بمونن که فضای درونشون اب نتونه بدون کنترل نفوذ کنه.چیزی که در مورد سوال شما کشتی صدق نمیکنه چون کشتی اگه یه کم راه برای نفوذ اب درش پیدا شد کلا غرق میشه چون هر چی بره پایین تر وزن اب بهش اظاف میشه و چگالترش میکنه. شما اگه چگالیتو طوری تنظیم کنی که با چگالی اب برابر باشه میتونی در هر نقطه از عمق اب ثابت بمونی حالا برای اینکه بیای بالا یا باید چگالیتو کم کنی و دوباره وقتی به نقطه مورد نظر رسیدی دو باره باید چگالیتو با اب یکی کنی یا اینکه یک نیرو این کارو انجام بده ..همین روند در مورد پایین رفتن هم هست فقط اونجا باید چگالی رو بیشتر کنی و وقتی رسیدی برابر چگالی اب کنی.کاری که مخزن اب در زیر دریایی انجام میده برای تنظیم چگالی.البته عمق اب بیشتر معنی فشار بیشتر هم میده که از اون ور شما باید فشار درون زیردریایی رو تنظیم کنی وگرنه در عمق له میشه یا برعکس در سطح زیر دریایی متلاشی میشه.

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

من هم که گفتم میزان فرو رفتن به شکل جسم بستگی داره.....اگه کشتی دارای کف پهن باشه بیشتر فرو نمیره فقط انحنا بیشتری در اثر وزن بیشتر ایجاد میکنه ولی اگه حالت v شکل باشه این بله هم بیشتر فرو میره و هم انحنا بیشتری ایجاد میکنه.
الان یه مثال میزنم که شما هر چی وزن اظاف کنی جسم در اب اصلا فرو نمیره:
شما فرض کن یه تخته چوبی داری به مساحت ده متر مربع و ضخامت فقط نیم سانت...حالا فرض کن این تخته میتونه تا 100 کیلو گرم رو روی اب شناور نگه داره ....شما چه 1 کیلو بزاری چه 100 کیلو تخته در اب فرو نمیره و فقط انحنا بیشتر ایجاد میکنه.
... و فقط .

این حرف اشتباه هست .
جسم شناور شده در آب حتی اگر کفِش کاملاً پهن و صاف باشه باز هم به شرطی روی آب شناور میشه که اول در آب فرو بره و به اندازه وزن خودش بتونه آب جابجا کنه .
و برای اینکه بار هم بتونه نگه داره و غرق نشه باید به اندازه ی وزنِ باری که بهش اضافه شده هم در آب فرو بره و درنتیجه به اندازه ی وزنِ بار ، آب جابجا کنه که در این صورت، آب هم به اندازه ی وزن همون بار ، شناور رو به سمت بالا فشار میده و به تعادل میرسه البته شناور دیگه بالا نمیره بلکه در همون حالت، شناور و متعادل میمونه چون جاذبه با نیروی ارشمیدس که برعکس جاذبه هست با هم برابر شده

◼️ حتی شناوری که به شکل یک فرش هست هم تا در آب فرو نره نمیتونه وزن خودش و وزن بارش رو تحمل کنه ولی چون پهن هست ، ممکنه فقط یکی دو میلیمتر در آب فرو بره . اما غیر ممکنه که بدون فرو رفتن در آب بتونه وزن خودش و وزن بار رو تحمل کنه و شناور بمونه

◼️خم شدگی بدنه‌ی شناور یک موضوع دیگه هست و بستگی به شکل بدنه و استحکام بدنه و بستگی به این داره که بار چند کیلوگرم باشه و بار رو چطوری و در کجای شناور گذاشته باشند .

مثال:
اگر شناور یک تکه یونولیت به طول ۵ متر و عرض ۱ متر و ضخامت ۲۰ سانت باشه و یک کیسه سیمان رو درست در وسطش قرار بدیم ، شکی نیست که اون قسمتی که کیسه سیمان هست بیشتر در آب فرو می‌ره و یونولیت از همونجا خم میشه . اگر بار رو در همون نقطه خیلی افزایش بدیم ، یونولیت از همون قسمت به ۲ نیم میشه چون فشارِ وزنِ بار فقط به یک قسمت کوچک‌ از بدنه داره وارد میشه درحالیکه دو سرش تمایل دارند روی آب بمونند به علت فشار شدید نیروی ارشمیدس .


◼️ ضمناً هر چه بار بیشتری قرار داده بشه روی شناور و بیشتر فرو بره ، آب هم به بدنه‌اش بیشتر فشار میاره و اگر بدنه محکم نباشه پس به و یا خُرد میشه به سمت داخلش

مثال :
یک‌ شناور کاغذی به همون روشی که همه بلدند درست کنید و بذارید روی آب . شناور میمونه و بدنه هم له نمیشه .
ولی اگر بادبانش رو فشار بدین تا بیشتر در آب فرو بره ، بدنه اش له میشه بر اثر فشار آب به بدنه

مثال ۲ :

یک بشکه فلزی خالی و دربسته رو اگر ببندیم به یک زیردریایی که می‌تونه صدها متر بره زیر آب ، هنگام پایین رفتن ، کم‌کم بشکه له میشه بر اثر فشار آب . این فشار در حقیقت ، فشارِ آبهای بالای بشکه هست . در اعماق بسیار زیاد ، بشکه کاملاً له و مچاله میشه و هوای داخلش هم به شدت فشرده میشه و اگر فشار آب خیلی خیلی زیاد باشه هوای داخلش مایع میشه ! و‌ اگر بدنه ی بشکه بر اثر فشار هوا سوراخ نشه و یا از یک‌ جا داره نشه ، ممکنه حتی بترکه .

[javad2015]

ما داریم در مورد اجسام پهن صحبت میکنیم.......مثال بشکه و گلوله نیارید لطفا.....اونا به دلیل بیشتر بودن سطح تماسی در مرکز در اثر وزن بیشتر فرو تا مرکز فرو.چون وقتی وزن بیشتر بشه باید سطح تماسی هم افزایش پیدا کنه تا اثر وزن رو خنثی کنه و فشارو تنظیم کنه ولی اجسام پهن کف چون بیشترین سطح تماسی دقیقا همون کفشون هست اصلا بیشتر فرو نمیرن در واقع فشار وزن شناور به اطراف همه اب ها رو از بدنه دور میکنه.....اون چیزی که شما به عنوان فشار به بدنه میگید واکنش همین فشار وزن به اب اطراف هست......اجسام پهن کف بدون فرو رفتن انحنا بیشتری ایجاد میکنن و اجسامی که بیشترین سطح تماسیشون نقطه ای بالاتر قرار داره مقداری فرو میرن.البته همونا هم وقتی سطح تماسیشون حداکثر شد اگه وزن بیشتری قرار بگیره غرق خواهند شد.

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

ما داریم در مورد اجسام پهن صحبت میکنیم.......مثال بشکه و گلوله نیارید لطفا.....اونا به دلیل بیشتر بودن سطح تماسی در مرکز در اثر وزن بیشتر فرو تا مرکز فرو.چون وقتی وزن بیشتر بشه باید سطح تماسی هم افزایش پیدا کنه تا اثر وزن رو خنثی کنه و فشارو تنظیم کنه ولی اجسام پهن کف چون بیشترین سطح تماسی دقیقا همون کفشون هست اصلا بیشتر فرو نمیرن در واقع فشار وزن شناور به اطراف همه اب ها رو از بدنه دور میکنه.....اون چیزی که شما به عنوان فشار به بدنه میگید واکنش همین فشار وزن به اب اطراف هست......اجسام پهن کف بدون فرو رفتن انحنا بیشتری ایجاد میکنن و اجسامی که بیشترین سطح تماسیشون نقطه ای بالاتر قرار داره مقداری فرو میرن.البته همونا هم وقتی سطح تماسیشون حداکثر شد اگه وزن بیشتری قرار بگیره غرق خواهند شد.

سلام دوست عزیز

قانون ارشمیدس حتی یک کلمه هم در مورد شکلِ جسم شناور حرف نزده چون قانون ارشمیدس برای تمام اجسام ثابت هست و به شکل ربط نداره اصلاً .
توپُر باشه ، توخالی باشه ، پهن باشه ، مخروطی یا هرمی یا کروی یا بیضوی یا حلقوی و مارپیچ باشه ، لوله باشه ، شبیه سی دی و صفحه گرامافون و فرش و کاغذ باشه ، هیچ فرقی نمیکنه

هر چیزی که حجم داره ، هر شکلی که باشه ، اگر در یک سیال قرار بگیره پس به اندازه‌ی وزنش سیال رو جابجا می‌کنه و دقیقاً همونقدر هم از وزنش کاسته میشه .

◼️ توپ بسکتبال که در سطح دریاهای آزاد مثل ساحل خلیج فارس ، روی یک ترازوی دقیق قرار می‌دیم ، وزن واقعیش نیست چون به اندازه ی هوایی که جابجا کرده سبک شده مثلاً ۵ گرم . اگر در همون مکان ولی در خلأ وزنش کنیم وزنش بیشتر هست . چقدر بیشتره؟ درست به اندازه ی وزن هوایی که در هوا جابجا کرده.

◼️ یک ظرف رو کاملاً پر از آب کنیم تا حدی که حتی جای یک قطره آب اضافی رو هم نداشته باشه .
حالا یک لیوان شیشه‌ای خالی رو آرام آرام بذاریم توی ظرف .
آب شروع می‌کنه به سرریز شدن از طرف .
بالاخره لیوان تا حد معنی فرو می‌ره و دیگه ثابت شناور میمونه .
حالا اگه آب بیرون ریخته از طرف رو وزن کنیم ، دقیقاً به همون اندازه از وزن لیوان کاسته شده .‌ در حقیقت وزن این آب دقیقاً برابر با وزن لیوان در بیرون آب هست



◼️ یک آدم در کنار دریاهای آزاد سبکتر از وزنش در خلأ هست ولی نمیتونه در هوا شناور بشه چون اگر ۷۰ کیلو وزن داشته باشه بدنش فقط ۵۰ یا ۱۰۰ گرم هوا جابجا کرده بر فرض مثال .
حالا اگه یک بالن هلیومی ۱۰ کیلویی که حجمش اونقدر بزرگه که ۹۰ کیلو هوا رو جابجا کرده رو ببندیم به این آدم ، بالن و آدم در هوا شناور میشند و میرند بالا تا برسند به ارتفاعی که به علت کاهش فشار هوا ، تعادل برقرار میشه بین وزن بالن و آدم با نیروی شناوری ارشمیدس .

◼️ دانشمندان شناورها رو به شکلهای مختلف می‌سازند که بستگی داره به کاری که شناور براش طراحی شده .
ولی همه‌ی شناورهای هوایی مثل بالن‌ها و شناورهای سطحِ آبی مثل کشتی‌ها و قایق‌ها و شناورهای زیرآبی مثل زیردریایی‌ها ، همگی طبق قانون ارشمیدس رفتار میکنند بدون در نظر گرفتنِ شکلشون .

[javad2015]

قانون ارشمیدس تا زمانی پا برجاست که چگالی جسم از اب کمتر هست اگه بیشتر شد دیگه همچین قانونی وجود نداره.پس کاملا به شکل جسم مرتبط هست.
..سوال در مورد کشتی هست...کشتی ها اگه از حجم اب خورشون بیشتر فرو برن غرق میشن چون دیگه چگالیش از اب کمتر نیست.کشتی ها فقط قسمت ابخورشون چگالی کمتری داره از اون به بالا چگالی بیشتر میشه یعنی اگه 1 متر بالای اب خور بره تو اب دیگه به اندازه وزن اظاف شده اب جابه جا نمیشه و غرق میشه.در واقع ابخور کشتی مثل یک محفظه هوا هست
کلا هر جسمی بستگی به شکل و چکالی نقاط مختلفش فقط تا یه حدی میتونه در اب فرو بره.اینجور نیست شما همین جوری وزنه بزاری انتظار داشته باشه تا لبه فرو بره و هنوز شناور بمونه

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

قانون ارشمیدس تا زمانی پا برجاست که چگالی جسم از اب کمتر هست اگه بیشتر شد دیگه همچین قانونی وجود نداره.پس کاملا به شکل جسم مرتبط هست.
..سوال در مورد کشتی هست...کشتی ها اگه از حجم اب خورشون بیشتر فرو برن غرق میشن چون دیگه چگالیش از اب کمتر نیست.کشتی ها فقط قسمت ابخورشون چگالی کمتری داره از اون به بالا چگالی بیشتر میشه یعنی اگه 1 متر بالای اب خور بره تو اب دیگه به اندازه وزن اظاف شده اب جابه جا نمیشه و غرق میشه.در واقع ابخور کشتی مثل یک محفظه هوا هست
کلا هر جسمی بستگی به شکل و چکالی نقاط مختلفش فقط تا یه حدی میتونه در اب فرو بره.اینجور نیست شما همین جوری وزنه بزاری انتظار داشته باشه تا لبه فرو بره و هنوز شناور بمونه

سلام

متاسفانه تصور شما اشتباه هست . ناراحت نشین که می‌نویسم تصورتون اشتباهه . این یک گفتگوی علمی هست و تصورها و عقاید هم ممکنه صحیح باشه و ممکنه نادرست و اشتباه باشه .

قانون ارشمیدس در مورد همه اجسام هست . چه چگالیشون کمتر از آب باشه چه بیشتر و چه مساوی باشه

◼️ یک گلوله ی فولادیِ توپُر یا یک گلوله توپِ جنگی رو در نظر بگیرید که حجمش فقط ۱۰ لیتر باشه یعنی حجمش یک صدم مترمکعب هست یعنی ۱۰,۰۰۰ سی‌سی ولی وزنش ۷۰ کیلوگرم باشه .

◼️این گلوله وقتی در آب قرارداده بشه ۱۰ لیتر آب رو جابجا می‌کنه پس وزنش ۱۰ کیلوگرم کم میشه پس وزنش در آب میشه ۶۰ کیلوگرم

◼️ پس نیروی وزنش داره با نیروی ۷۰ کیلوگرمی میکشدش پایین ولی نیروی ارشمیدس فقط با نیروی ۱۰ کیلوگرمی هلش میده به سمت بالا .
پس با نیروی ۶۰ کیلوگرمی می‌ره زیر آب و غرق میشه .

◼️ فرض کنید ماده‌ای بسازیم که یک میلیمتر مترمکعب ازش ۱۰۰۰ میلیارد تُن وزن داشته باشه !!! یعنی فوق‌العاده متراکم و سنگین و کم‌حجم.

این جسم هم در سیال، دقیقاً طبق قانون ارشمیدس عمل می‌کنه یعنی باز هم به اندازه ی سیالی که جابجا کرده سبک میشه .

◼️ حالا دیگه کاملاً مشخص میشه که چرا یک ناو هواپیمابر با وجودی که از مواد چگالتر از آب ساخته شده و به همراهِ وزن هزاران نیروی انسانی و دهها هواپیما و میلیونها موشک و بمب و گلوله توپ و فشنگِ تفنگ و میلیونها لیتر آب و صدها تُن مواد غذایی و غیره و غیره حدود ۱۱۰,۰۰۰ تُن وزن داره ، چرا راحت روی آب شناور میمونه حتی در شدیدترین طوفانهای دریایی .
علتش اینه که بدنه‌اش طوری طراحی شده که وزن آبی که جابجا می‌کنه خیلی بیشتر از وزنش با بارهاش باشه . یعنی طوری طراحی شده که وقتی فقط حدود ۱۰ متر که در آب فرو بره همون ۱۱۰ هزار تُن آب که معادل وزنِ کامل خودش هست رو جابجا می‌کنه و دیگه شناور میمونه و بیشتر فرو نمیره در آب


◼️ زیردریایی هم دقیقاً بر اساس قانون ارشمیدس روی آب شناور میمونه و یا در آب فرو می‌ره و تا صدها یا هزاران متر پایین می‌ره فقط با کمک نیروی جاذبه ی زمین و نیروی ارشمیدس . یعنی با کمک نیروی ارشمیدس روی آب شناور میمونه و با کمک نیروی جاذبه می‌ره زیر آب تا اعماق مختلف . و این کار رو فقط با تغییر دادن وزنِ حجمیش انجام میده با پر کردن یا خالی کردن مخزن‌های درونش از آب دریا .
البته زیردریایی های سرنشین دار اکثرشون نمی‌تونند بیشتر از چند صد متر پایین برند وگرنه بر اثر فشار آب، مچاله و له میشه .

◼️ همین چند روز پیش در یکی از کانالهای اخباری شنیدم که بالاخره یک زیردریایی روباتیک تونسته تا عمیق‌ترین جای اقیانوس که اسمش گودال ماریانا هست و نزدیک سواحل فیلیپین هست و حدود ۱۱ کیلومتر عمق داره پایین بره .

◼️ فشار آب بسیار بسیار زیاد هست در اون عمق . یعنی به حساب بنده ، یک ستون ۱۱ هزار متری از آب که هر مترش ۱۰۰۰ کیلوگرم وزن داره . یعنی ۱۱ میلیون کیلو فشار وارد میشه بر هر متر مربع از زیردریایی و کف اقیانوس !! .
یعنی ۱۱۰۰ کیلوگرم فشار بر هر سانتیمتر مربع از بدنه ی زیردریایی !!!


اما همین زیردریایی یا این استحکامِ بسیار زیادش گمون نکنم زیر بار و فشار گرانی‌ها !! در ایران دوام بیاره . :biggrin:

[javad2015]

قانون ارشمیدس در مورد اجسام شناور رو گفتم.... یعنی اون که میگه به اندازه وزنش اب جا به جا میکنه.... اگه چگالی جسم بیشتر اب باشه دیگه به اندازه وزنش اب جا به جا نمیکنه و غ ق میشه

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

◼️ ۱- این سوال شما اصلاً اشتباهه

من از همون اولم شک داشتم....

وقتی حالت فیزیکی جسمی تغییر نکنه تو بحث شناوری چیزی تحت عنوان بیشتر فرو رفتن نداریم.

◼️۲ - میزان فرو رفتگی یک جسم شناور فقط بستگی به شکلش داره و نه وزنش

◼️ ۳ - مثلاً یک کشتی وقتی بیشتر بارگیری می‌کنه اینجور نیست که مثلاً بدنه کشتی 10 سانت بیشتر بره تو اب ...فقط اب بیشتری از اطراف کشتی جابه جا میکنه یعنی در واقع انحنا بیشتری در سطح اب ایجاد میکنه.

یعنی شما تا زمانی که فشار سیال اطراف شناور بیشتر باشه جسم شناور میمونه حالا هر چه قدر وزن داشته باشه اگه فشار جسم شناور بیشتر شد کاملا غرق میشه.بیشتر فرو رفتن بی معنیه.باید این جور مطرح میشد حجم اب جابه جا شده چه تغییری میکنه.شما دو بحث چگالی و فشار رو اوردید کنار هم تو این سوال.
اشتباه ما این بود که اومدیم چگالی رو با فشار مقایسه میکردیم.فشار رو باید با فشار و چگالی رو باید با چگالی مقایسه کرد.
طبق قانون نیوتون هر کنشی واکنش داره یعنی اگر یک جسم به جرم 10 کیلوگرم در شتاب گرانش 10 روی زمین قرار بگیره دقیقا به اندازه نیروی وزن جسم که رو به پایین هست زمین به جسم نیروی رو به بالا وارد میکنه.
در مورد اب هم همین طوره هر چی به عمق اب بریم فشار بیشتر میشه و این فشار هم با چگالی و هم عمق و و هم جاذبه مرتبطه و دو برابر میشه و نیروی این فشار به سمت پایین هست و طبق قانون نیوتون یک نیروی رو به بالا دقیقا برابر با نیرو رو به پایین هم در همون نقطه داریم حالا ما اگه بتونیم این حجم اب رو ککنار بزنیم و با حفظ فشار رو به بالا فشار رو به پایین رو حذف کنیم میتونی برابر با وزن اب جابه جا شده جسم خودمون رو قرار بدیم کاری که کشتی ها میکنن مثل شکل زیر.....صحبت کردن از چگالی اینجا کاملا اشتباه بود ما باید در مورد فشار صحبت میکدردیم نه چگالی.هر چند فشار به چگالی هم مرتبطه.
چون فشار اب جا به جا شده و فشار نیروی وزن شناور هر دو به جاذبه مرتبطه پس شتاب جاذبه از معادلات خط میخوره.......
این توصیف کامال صحیح این مساله هست.
اون بحث چگالی مربوط میشه به اینکه در چه صورت یک جسم شناور میمونه......این بحث باید در مورد فشار صحبت میکردیم.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



سلام دوست عزیز

پاسخی دوباره به مطلب شما ، برای علاقمندان به این موضوع :

پاسخ به قسمت‌هایی از مطلب شما که با مربع و شماره علامت زده‌ام :

۱- سوال اشتباه نیست و بسیار هم ساده هست .
یک کشتی توی آب، متوقف و شناور هست . یعنی قسمتی از بدنه زیر آب هست و بقیه بیرون . مثل همه ی کشتی‌ها و قایق‌ها .
در یک لحظه جاذبه زمین ۲ برابر میشه .
حالا چقدر زیر آب هست و چقدرش بیرونه ؟
به همین سادگی

۲- این عقیده اشتباه هست . چون میزان فرو رفتنِ یک شناور در یک سیال مثل آب یا روغن بستگی داره به :
★ وزن حجمی سیال . یعنی بر فرض مثال آیا آب هست یا جیوه یا روغن و غیره
★ شکلِ شناور
★وزن شناور یعنی جرمش ضربدر جاذبه ی سباره
مثال بسیار ساده :
یک کشتی باری وقتی خالی هست ، بر فرض مثال ، دو مترش زیر سطح آب هست و بقیه بیرون
حالا بعد از بارگیریِ حداکثری ، چهار مترش می‌ره زیر آب در حالیکه شکلش تغییری نکرده . البته اگر از تغییرات جزئیِ بدنه بر اثر فشار آب صرف‌نظر کنیم.

۳- اتفاقاً دقیقاً همین اتفاق می‌افته و با بارگیریِ بیشتر ، بیشتر هم در آب فرو می‌ره. تا جایی که دیگه آب از اطرافش وارد کشتی میشه و غرق میشه یعنی از حالت شناوری خارج میشه.

◼️ علت‌ِ غرق شدنِ بسیاری از قایق‌های پناهندگان در دریا هم همینه که تعداد بسیار زیادی که بیش از ظرفیتِ قایق هستند سوار قایق میشن و درنتیجه بیش از حد در آب فرو می‌ره و درنتیجه در دریای موّاج، زود غرق میشه .

===================================

با درکِ بهترِ وضعیت مطرح شده در سوال ، کافیه تصور کنیم که یکدفعه آب تبدیل به جیوه بشه و دقیقاً به همون نسبت (۱۳.۵ برابر ) ، وزن کشتی هم سیزده و نیم برابر بشه بدون اینکه شکلش تغییر کنه .


کاملاً واضحه که مقدار فرو رفته در آب تغییری نمیکنه

اما اگر واقعاً چنین چیزی اتفاق بیافته و آب بشه جیوه و وزن کشتی هم سیزده و نیم برابر بشه ، محاله که بدنه ی کشتی بتونه فشارِ سیزده و نیم برابریِ جیوه بر بدنه ش رو تحمل کنه . یعنی مثل یک قایق کاغذی ، بدنه ش لِه میشه چون کشتیهای فعلی حتی از نظامیش هم اونقدر محکم ساخته نشده که بتونه فشارِ سیزده و نیم برابری رو تحمل کنه و خرد و در هم فرو رفته و غرق نشه .

[Reza Azimy_RW]

سطح آب پایین میاد در صورت زیاد شدن جاذبه (کشش بیشتر به سمت زمین ( جذر و مد )). ولی اجسام همونقدری که قبلا فرو رفته بودن بی تعغیر میمونن چون همونقدری که به وزنشون اضافه شده آب چگالتر و سنگینتر شده (و فشار آبی که قایق رو بالا نگه میداره ).
نقطه .