▷ ما هي قوة الدفع؟ (الصيغة والمثال)

تشرح هذه المقالة ما هي قوة الدفع. وبالتالي سوف تكتشف كيفية حساب قوة الطفو، وهو تمرين حازم لهذا النوع من القوى وعلاقتها بالطفو، وهو مفهوم مهم في ميكانيكا الموائع.

ما هي قوة الدفع؟

قوة الطفو هي القوة الرأسية لأعلى التي يؤثر بها السائل عندما يكون الجسم مغمورًا فيه. وبتعبير أدق، فإن قوة الطفو تساوي وزن الحجم المزاح بواسطة الجسم المغمور.

وبالتالي فإن قوة الدفع تعتمد على مبدأ أرخميدس. ولهذا السبب تسمى قوة الطفو أحيانًا بقوة الطفو أو قوة الطفو الأرخميدية.

يتم إنتاج قوة الدفع من خلال الضغط الذي يمارسه السائل على وجوه أي جسم مغمور. وبما أن الضغط يتناسب طرديا مع العمق، فإن الجزء الأعمق من الجسم يتلقى ضغطا أكبر من الجزء العلوي، وبالتالي، يؤثر السائل بقوة إلى الأعلى على الجسم.

صيغة قوة الدفع

قوة الدفع تساوي وزن حجم السائل المزاح بواسطة الجسم المغمور (جزئيًا أو كليًا) في السائل. ولذلك، يتم حساب قوة الدفع عن طريق ضرب كثافة السائل بالجاذبية في حجم السائل المزاح.

لذا فإن صيغة قوة الدفع هي:

$E=\rho_f \cdot g\cdot V$

ذهب:

$E$

هي قوة الدفع، معبرا عنها بالنيوتن.
$\rho_f$

هي كثافة السائل، معبرًا عنها بوحدة كجم/م ³ .
$g$

هي قيمة تسارع الجاذبية.
$V$

هو الحجم المزاح بواسطة الجسم المغمور.

إذا لاحظت، فإن حاصل ضرب كثافة السائل وجاذبيته يعادل الوزن النوعي للسائل. وبالتالي، يمكن أيضًا تحديد قوة الدفع بالتعبير التالي:

$E=P_e\cdot V$

في الظروف العادية تكون قوة الدفع عمودية إلى الأعلى ونقطة تطبيقها هي مركز ثقل الجسم المغمور.

مثال لحساب قوة الدفع

بمجرد أن رأينا تعريف قوة الدفع وما هي صيغتها، يعرض هذا القسم مثالاً لكيفية حساب هذا النوع من القوة.

تم إدخال مكعب طول حافته 50 cm في وعاء مملوء بالماء (ρ=1000 كجم/م ³ ). إذا كان المكعب مغمورًا بالكامل في الوعاء، فما قيمة الدفع الأرشميدي الذي يؤثر به السائل على المكعب؟ البيانات: ز=9.81 م/ ^ث2 .

إذا تم غمر جسم المكعب بالكامل في الماء، فهذا يعني أن حجم السائل المزاح سيكون معادلاً لحجم المكعب. لذلك نقوم أولاً بحساب حجم المكعب:

$V=0,5\cdot 0,5\cdot 0,5 = 0,125 \ m^3$

لذلك نستخدم صيغة قوة الدفع لإيجاد قيمتها:

$E=\rho_f \cdot g\cdot V$

وأخيرًا، نعوض بالبيانات في الصيغة ونحسب قوة الدفع:

$E=1000 \cdot 9,81\cdot 0,125=1226,25 \ N$

الطفو وقوة الدفع

في هذا القسم الأخير، سنرى العلاقة بين قوة الدفع والطفو، حيث أنهما مفهومان مرتبطان ارتباطًا وثيقًا في الفيزياء.

الطفو هو قدرة الجسم على البقاء في حالة توازن داخل السائل. لذلك، لكي يطفو جسم ما في السائل، يجب أن تكون قوة الطفو التي يؤثر بها السائل على الجسم مساوية لقوة وزن الجسم. وإلا فإن الجسم سوف يرتفع أو ينخفض حسب الحالة.

الطفو الإيجابي : يميل الجسم إلى الارتفاع داخل السائل، لذا تكون قوة الطفو أكبر من قوة وزن الجسم.

$E>P” title=”Rendered by QuickLaTeX.com” height=”14″ width=”52″ style=”vertical-align: -2px;”> <li style=$ الطفو السلبي : يميل الجسم إلى النزول في السائل، أي يغوص الجسم. وهذا يعني أن قوة الدفع أقل من قوة الوزن.

$E <li style="margin-bottom:15px"> Flottabilité neutre : le corps est en équilibre au sein du fluide, ou autrement dit, le corps reste suspendu au sein du fluide. Dans ce cas, la force de poussée appliquée par le fluide sur le corps est équivalente à son poids.</li> [latex]E=P” title=”Rendered by QuickLaTeX.com” height=”106″ width=”1417″ style=”vertical-align: -5px;”> </ul> <figure class=$

قوة الثقه