دافعة ارخميدس

كل جسم مغمور في مائع، يخضع لقوة عمودية متجهة من الأسفل إلى الأعلى, مقدار هذه القوة مساوي لوزن المائع المزاح. هذه القوة تسمى دافعة أرخميدس.
و صيغتها الرياضية هي:
Fb = u * V * g
حيث ان:
Fb القوة الدافعة
u الكتلة الحجمية.
V الحجم المائع المزاح.
g التعجيل الارضي.

 - ملاحظات: 
- عند وضع قطعة فلين في أسفل حوض ماء نلاحظ أنها ترتفع إلى السطح لتطفو. 
- إن الجسم يكون أخف في الماء منه في الهواء. 
- عندما نريد غمر كرة في الماء نجد صعوبة لإنجاز هذا العمل. 
- الماء يؤثر بقوة على كل هذه الأجسام و كذلك الشأن لجميع السوائل. 
2- إبراز وجود دافعة أرخميدس و مميزاتها: 
(أنظر التجريبة) 
p: وزن الجسم في الهواء. 
'p: وزن الجسم في السائل. 
F: دافعة أرخميدس. 
F = p - 'p 
F = (6 - 5.5) N 
F = 0.5 N تجربة: 


*

استنتاج: 
مميزات دافعة أرخميدس هي: 
نقطة التأثير : مركز ثقل الجسم إذا كان متجانسا. 
خط التأثير : شاقولي. 
الإتجاه : من الأسفل إلى الأعلى. 
الشدة : مقداره القوة F = p - 'p. 
* التعريف: 
دافعة أرخميدس هي القوة المسلطة من طرف سائل ما على جسم مغمور في هذا السائل و هي شاقولية من الأسفل إلى الأعلى. 
3- العوامل المؤثرة في دافعة أرخميدس: 
إن حجم الجسم المغمور و السائل الذي يغمر فيه الجسم هما العاملان الوحيدان اللذان يؤثران في دافعة أرخميدس. 
4- شدة دافعة أرخميدس:

إن شدة دافعة أرخميدس تساوي وزن كمية الماء المزاحة. 
p = F 
p : وزن الماء المزاح. 
F : دافعة أرخميدس. 
الماء المزاح : 
كتلته : m. 
حجمه : v. 
كتلته الحجمية : µ . 
" µ = m/v , m = µ * v " 
p = m * g 
p = µ * v * g 
بما أن p = F فإن F = µ * v * g 
5- وضع جسم مغمور في سائل ساكن: 
الحالة الأولى : 
إذا غاص الجسم في السائل وإستقر في عمق الحوض. 

في هذه الحالة تكون شدة وزن الجسم أكبر من شدة قوة دافعة أرخميدس.
--------------------------------------------------------------------------------
الحالة الثانية :

 

إذا كان الجسم يوجد في توازن داخل السائل. 

في هذه الحالة تكون شدة وزن الجسم تساوي شدة قوة دافعة أرخميدس. 
--------------------------------------------------------------------------------
الحالة الثالثة : 

إذا كان الجسم يطفو فوق السائل. 

في هذه الحالة يصبح الجسم في توازن تحت تأثير وزنه ودافعة أرخميدس التي تساوي شدة وزن االسائل المزاح و الذي حجمه يساوي حجم الجزء المغمور من الجسم

دافعة أرخميدس في السوائل

الوزن الحجمي لجسم / و / هو نسبة ثقل الجسم إلى حجمه  .

		ث =	و	×	ح
		غ ث	غ ث/سم 3		سم 3

الوزن الحجمي للماء الصافي  = 1 غ ث / سم 3

ملاحظة : رقم كثافة أي مادة هو نفس رقم الوزن الحجمي مقدراً بالـ   غ ث / سم 3

مثال :   الماء المالح كثافته  =  1.03    Z    الوزن الحجمي للماء المالح  =  1.03 غ ث / سم 3

تعريف دافعة أرخميدس : عبارة عن قوة تدفع الجسم المغمور في السائل نحو الأعلى ويمكن حساب شدة دافعة أرخميدس من العلاقة :     خ  =  ث  -  ثَ      

حيث :  ث :  الثقل الحقيقي للجسم ( في الهواء  ) .      ثَ : الثقل الظاهري للجسم ( في السائل ) .

العوامل التي تتوقف عليها دافعة أرخميدس :

تتوقف على عاملين هما :

1- الوزن الحجمي للسائل ( وَ ) .  

2- حجم الجسم المغمور أو حجم السائل المزاح ( ح ).

أي :            خ       =    وَ        ×      ح 

           غ ث        غ ث/سم 3            سم 3    

أي أن قيمة دافعة أرخميدس تساوي قيمة ثقل السائل المزاح أي أن :   خ = ث

نظرية أرخميدس:  

عند غمر حسم صلب في سائل متوازن لا يذوب فيه ولا يتفاعل معه غمراً كاملاً بحيث يحيط به السائل من كافة الجوانب فإن السائل يؤثر على الجسم بقوة لها العناصر التالية :

حاملها  : شاقولي.       جهتها   : للأعلى .            شدتها    : تساوي شدة ثقل السائل المزاح .

نقطة تأثيرها : هي مركز ثقل السائل المزاح إذا كان الجسم متجانس ولا يحوي تجويف داخلي وتدعى بمركز الدفع / مرَ / .

عكس نظرية أرخميدس :

كل جسم مغمور في سائل متوازن فإن الجسم يؤثر على السائل بقوة حاملها شاقولي جهتها للأسفل وشدتها تساوي وزن السائل المزاح ومطبقة في مركز ثقل السائل المزاح .