إذا كانت كثافة الجسم أقل او أكثر ماذا يحدث ؟

إذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة المائع فإن الجسم

سوف يطفو .

وذلك بناء على القوانين الفيزيائية والميكانيكية المهمة، إذ يؤثر كثافة الأجسام على قدرتها على الطفو على سطح الماء أو السوائل. لذلك، يعني تعويم الجسم أنه يطفو، والسبب في ذلك هو أن كتلته لم تغمر بالكامل في السائل، مما يجعله يطفو على السطح. ونجد أن الكثافة النسبية التي تجعل الجسم يطفو على السطح أقل من واحد.

ويرجع ذلك وفقًا لأرخميدس، وهو أول من قام بدراسة نظرية الطفو للجسم أو انغماسه في المياه وبسبب دراسته واكتشافه لقانون الطفو تم تشييد السفن العملاقة بالطريقة التي تسمح دون غرقها، وبالرجوع إلى قانون الطفو الذي وضعه أرخميدس الذي كان ينص أن وزن السائل المزاح سيكون مساويًا لوزن الجسم، وبذلك ينزاح الماء بسبب طفو الجسم وسيؤثر السائل بنفس مقدار القوة على الجسم، وهذه القوة الصاعدة هي المسؤولة عن طفو الجسم في السائل وهي التي تسمى بقوة الطفو.

والجدير بالذكر أن قوة الطفو ستختلف وفقًا للكثافة، إذ أن الكثافة وقوة الطفو سيحددان الظروف التي يجب أن يطفو فيها الجسم أو يغرق في سائل، ولهذه القوة ثلاث حالات، منها إذا كانت قوة الطفو تساوي وزن الجسم، فإن الجسم سوف يطفو وسيكون ثابتًا، وإذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة السائل، فسيطفو الجسم، فنجد أنه عندما ينغمس الجسم في سائل، تؤثِّر قوة تصاعدية على الجسم، هذه القوة الصاعدة مسؤولة عن طفو الجسم، والماء المزاح يساوي وزن الجسم.

إذا كانت كثافة الجسم أكبر من كثافة المائع فإن الجسم

سوف يغرق .

بموجب قانون أرخميدس، إذا كان وزن الجسم أكبر من وزن المائع، فسيغرق الجسم. ونظرا للعلاقة الطردية بين كتلة الجسم وكثافته وكثافة المائع، فإذا كانت كتلة الجسم أو كثافته أكبر من كثافة المائع، فسيغرق الجسم داخل المائع بسبب قوة ضغطه الأقل من قوة دفع الجسم، ولذلك لا يمكن للجسم أن يطفو على سطح المائع بل يغرق داخله.

إذا تساوت كثافة المائع مع كثافة الجسم فإن الجسم

سيتوقف في السائل .

 فإذا كان جسم ما بنفس كثافة السائل تمامًا، فلن يتحرك لأعلى أو لأسفل، وسيبقى في مكانه الصحيح (ما لم يتم دفعه بواسطة التيارات المائية)، إذا وضعته على السطح، فسيبقى على السطح، وإذا دفعته تحت الماء، فسيبقى تحت الماء دون أن يتحرك لأعلى أو لأسفل، حيث أنه ليس من السهل تحقيق طفو محايد تمامًا، لذلك تقوم الأسماك والغواصات بذلك من خلال وجود حاوية داخلية يمكنها ضخ الهواء والماء داخل أو خارج من أجل تغيير كثافتها.

كيف تؤثر الكثافة في قدرة الجسم على الطفو

يتم تحديد الكثافة على أنها خاصية فيزيائية للمادة، ويتم التركيز بشكل خاص على ميكانيكا السوائل لفهم الكثافة الحجمية أو الكتلة المحددة للجسم. وتعكس الكثافة قوة العلاقة بين حجم الجسم وكتلته، والعلاقة بين كثافة الجسم وكتلته إيجابية، حيث تزداد كثافة الجسم مع زيادة كتلته

ولحساب كثافة الجسم كتلة الجسم المتساوية رياضياً المراد قياسها مقسومة على الحجم الكلي للجسم، والكثافة بقياس مواد متجانسة مختلفة أو مادة مفردة، وكثافة مادة متجانسة في أي نقطة منها سوف تساوي الكتلة الكلية لحجم الجسم الكلي، حيث نجد أن كثافة المادة غير متجانسة، وقد تختلف من منطقة إلى أخرى ويتم حسابها بطريقة التكامل، وتحدد الوحدة بالجرام سم مكعب، g / cm³، ترمز إلى شدة الحرف “Ru”.

تعتبر كتلة الجسم ودرجة الحرارة والضغط من أهم العوامل التي تؤثر في الكثافة. تؤثر الحرارة على الأجسام وتسبب ارتخاءها، مما يؤدي إلى ضعف القوى بين الجزيئات ويقلل من كثافة الجسم. وعند زيادة الضغط وانكماش كتلة الجسم، تزيد قوة الارتباط بين الجزيئات، مما يؤدي إلى زيادة حجم الكتلة وكثافتها. لذلك، يستخدم الخبراء والباحثون معايير محددة ومعينة لقياس الكثافة، ويتم ذلك في ظروف قياسية

تصنيفات الكثافة

تلعب الكثافة دورًا في سبب طفو بعض الأشياء وغوص بعضها، حيث أن الأشياء الأكثر كثافة من الماء تغرق وتلك العائمة الأقل كثافة، هذا لأن جسمك يزيح (يحرك) الماء، لذلك فإن التحكم في كثافة الجسم هي من قوى  الطبيعة الفيزيائية، وإذا كانت كثافة المادة كبيرة تزيد من احتمال صلابة المادة، وإذا كان الوسط مادة في الحالة السائلة، وإذا كانت كثافة الجسم قليلة، ومن المهم أيضاً معرفة التصنيفات للكثافة ومنها :

• كثافة الكتلة التي تقيس تركيز الجسم.
• التيار الكهربائي الكثيف الذي ينتج عن تركيز الشحنات فيه.
• يشير كثافة الشحنة إلى تركيز الشحنة في الملف.
• كثافة الطاقة وتعكس كمية الطاقة المتاحة.
• كثافة الطاقة أو مقدار القوة.
• الكثافة الهوائية تعني تركيز الهواء في الفراغ.
• تعني الكثافة السطحية وتقاس بوحدة المساحة.
• كثافة الجسم الطولية هي مقياس لوحدة الطول.
• الكثافة النسبية للجسم هي مقياس يتعلق بالمادة.
• تتفاوت كثافة الجسم وتكون لكل نوع شدة معينة.