قانون ارشمیدس
هر سیالی به جسمی كه در آن قرار گرفته (جزئی یا كامل) نیروی شناوری وارد می‌كند. اندازه نیرو برابر وزن سیال جا به جا شده است.
FB = Wمایع اندازه نیروی شناوری = FB وزن مایع جا به جا شده = Wمایع
اثری كه نیروی شناوری بر جسم می‌گذارد بستگی به سایر نیروهای وارد بر جسم دارد. به عنوان مثال اگر نیروی شناوری به اندازه كافی قوی باشد آنگاه جسم بر روی مایع شناور می‌ماند. شكل‌های زیر این موضوع را نشان می‌دهند.
در شكل زیر، جسمی به وزن 100N روی مایع قرار دارد و هیچ قسمت از آن را جا به جا نمی كند. بنابراین نیروی شناوری به آن وارد نمی گردد.
در شكل زیر، جسم تا حدودی در مایع فرو رفته و در نتیجه نیروی شناوری به آن وارد می‌شود. با این حال، اگر جسم رها گردد آنگاه در مایع فرو می‌رود زیرا نیروی شناوری كوچكتر از وزن جسم است.
در شكل زیر هم، جسم آن قدر در مایع فرو رفته كه نیروی شناوری وارد بر آن برابر وزن جسم گردیده است. بنابر این جسم به شكل شناور در مایع باقی می‌ماند.
اگر نیروی شناوری قادر به تعادل با نیروی وزن نباشد (حتی در هنگامی كه تمام جسم در مایع فرو رفته) آن گاه جسم در مایع غرق می‌شود. حتی وقتی جسم در مایع فرو رفته است با این حال هنوز نیروی شناوری به آن وارد می‌گردد.
در فیلم زیر اثر نیروی شناوری را در کاهش نیروی وزن مشاهده می کنید.
به مثال زیر توجه نمایید:
شاید بارها كشتی‌ها را در آب اقیانوس دیده باشید. اما آیا واقعاً تمام آب لازم است؟ آیا به عنوان مثال می‌توان كشتی را در آب استخر شناور كرد!؟
راهنمایی و حل:
در واقع، یك كشتی را می‌توان در آب كمتر از استخر نیز شناور نمود، حتی در یك لیوان آب. برای بررسی علت این امر به شكل زیر توجه كنید.
در شكل زیر یك كشتی را در آب اقیانوس شناور می‌بینید زیرا بر اثر فضای خالی میانی آن حجم آب به اندازه كافی جا به جا می‌شود تا نیروی شناوری لازم (كه برابر وزن است) تأمین كند.
شكل زیر نیز مقدار آب جا به جا شده توسط كشتی را نشان می‌دهد.
در این شكل یك باریكه از آب حول مقطع شكل بالا رسم شده است. تنها آب لازم برای شناوری كشتی همین مقدار آب می‌باشد.
بدیهی است این بخش از آب می‌تواند حجم بسیار كمی را اشغال كند مثلاً یك لیوان آب!
در فیلم زیر دو جسم (با ابعاد مختلف ) به ترازویی وصل شده اند و ترازو جرم هر دو را مساوی نشان می دهد. اگر هوای داخل محفظه تخلیه شود آیا ترازو باز هم در حال تعادل باقی می ماند؟
آیا می توانید نقش نیروی شناوری را در فیلم فوق بیان کنید؟
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: مریم فروزان کیا
