جميع الأجسام تطفو على سطح الماء.
عندما نضع الأجسام داخل السائل فإن بعضها يطفو وبعضها الآخر يغوص.
يغوص الهاتف إذا سقط في الماء لكنّ السفينة العملاقة تطفو.
نشاط (ماذا يحدث للأجسام داخل الماء؟) — الملاحظة: قطعة الألومنيوم المصمتة ……، بينما قطعة الألومنيوم بشكل القارب …… في الماء.
الاستنتاج: يعتمد موضع الجسم في السائل على نوع الجسم ووجود …….
نشاط (ما القوى المؤثرة على الأجسام داخل السائل؟): صل كل خطوة عمل بالملاحظة المناسبة لها.
تتعرض الأجسام المغمورة في السائل أو الطافية على سطحه لقوتين: قوة وزن الجسم تدفع الجسم إلى ……، وقوة دفع السائل تدفع الجسم إلى …….
نشاط: رُبطت قطعة ألومنيوم بالميزان الزنبركي فكانت قراءته في الهواء (الوزن الحقيقي) 3 N، وعند إنزالها في كأس فيها ماء كانت قراءته (الوزن الظاهري) 2 N. احسب الفرق بين القراءتين.
ماذا يمثل الفرق بين قراءتي الميزان (الوزن الحقيقي والوزن الظاهري)؟
تُحسب قوة دفع السائل المؤثرة على الجسم باستخدام القانون الرياضي: قوة دفع السائل =
قارن من حيث نوع الوزن:
تتعرض الأجسام المغمورة في سائل أو الطافية على سطح لقوتين هما:
القوة التي تجذب الأجسام إلى أسفل في اتجاه مركز الأرض هي …….
من القوى التي تؤثر على الأجسام بصورة مستمرة قوة …….
قوة وزن الجسم تعمل دائمًا في اتجاه عمودي إلى:
قوة جذب الأرض للأجسام تسمى …….
وحدة قياس قوة الوزن هي:
القوة التي يؤثر بها السائل من الأسفل إلى الأعلى على الجسم المغمور فيه هي …….
عندما يوضع جسم في سائل مثل الماء، تبدأ قوة في الظهور تسمى قوة …….
تؤثر قوة دفع السائل على الأجسام المغمورة فيه من …… إلى …….
قوة دفع السائل تقاس بوحدة …….
تعمل قوة دفع السائل في اتجاه لأعلى.
تعمل قوة الوزن دائمًا في اتجاه لأعلى.
قوة الوزن وقوة دفع السائل تعملان على تحريك الجسم في نفس الاتجاه.
ادرس الشكل ثم صل كل قوة بالرقم الذي يمثلها:
قارن من حيث اتجاه التأثير:
علل: تصمم السفن بشكل مجوف.
علل: تطفو السفينة وما عليها من حمولة فوق سطح الماء.
تصنع السفن من معادن ثقيلة مثل الحديد ولكي تطفو فإنها تصمم بشكل …….
يغرق الهاتف المحمول إذا سقط في الماء لأن شكله …….
ماذا تتوقع أن يحدث عندما يسقط الهاتف المحمول في الماء؟ ولماذا؟
الشكل المجوف للسفينة يجعلها تزيح كمية قليلة من الماء.
الشكل المصمت للهاتف المحمول يجعله يزيح كمية قليلة من الماء، لذلك يغرق.
ماذا يحدث إذا كانت قوة وزن جسم مغمور في سائل أكبر من قوة دفع السائل المؤثرة عليه؟
ادرس الشكل: الجسم الذي قوة وزنه أكبر من قوة دفع السائل عليه هو الجسم في الكأس رقم:
ماذا يحدث إذا كانت قوة وزن الجسم تساوي قوة دفع السائل عليه؟
يغوص الجسم المغمور في سائل إذا كانت قوة وزنه تساوي قوة دفع السائل عليه.
جسم مغمور يظل معلقًا في باطن السائل (لا يطفو ولا يستقر في القاع)، هذا يبين أن قوة دفع السائل:
ماذا يحدث إذا كانت قوة وزن جسم مغمور في سائل أقل من قوة دفع السائل المؤثرة عليه؟
يطفو الجسم عندما تكون قوة دفع الماء عليه أقل من وزنه.
علل: يطفو الجليد على سطح الماء.
ادرس الشكل، ثم اختر رقم الشكل المناسب لكل عبارة:
وزن الجسم في الهواء يسمى الوزن …….
وزن الجسم وهو مغمور في السائل يسمى الوزن …….
الفرق بين الوزن الحقيقي للجسم والوزن الظاهري له يمثل …….
الوزن الظاهري لأي جسم أكبر دائمًا من الوزن الحقيقي.
قوة دفع السائل = الوزن الحقيقي - الوزن الظاهري
وُزن جسم في الهواء فكان وزنه 100 N، ثم وُزن داخل السائل فكان وزنه 80 N. احسب قوة دفع السائل على الجسم.
ادرس الشكل ثم احسب قوة دفع السائل على الجسم.
من الرسم المقابل، قوة دفع السائل تساوي:
إذا كان وزن مكعب الحديد في الهواء 3 نيوتن، فإن وزنه في الماء قد يكون:
ماذا تتوقع أن يحدث لحركة السلحفاة عندما تكون في الماء؟ ولماذا؟
علل: حركة السلحفاة في الماء أسرع من حركتها على اليابسة.
فسّر: هل القوة اللازمة لحمل ثقل في الهواء تساوي تلك اللازمة لحمل الثقل نفسه وهو مغمور في الماء؟
عندما يستقر الجسم طافيًا على سطح الماء، فإنّ قوة وزنه تكون أكبر من قوة دفع السائل المؤثرة عليه.
حمل صخرة كبيرة وثقيلة في الماء أسهل من حملها على اليابسة.
علل: تطفو السفن الحديدية العملاقة بينما يغوص المسمار.
علل: في الشكل المقابل، يبقى الجسم مغمورًا في السائل.
وُزن جسم في الهواء فكان وزنه 50 N، ثم وُزن داخل سائل فكان وزنه 35 N. احسب قوة دفع السائل المؤثرة على الجسم.
يحاول طفل دفع كرة إلى قاع مسبح عميق لكنه يجد مقاومة شديدة. ما السبب الفيزيائي لهذه المقاومة؟
نشاط (العلاقة بين قوة دفع السائل ووزن السائل المزاح): وزن المكعب في الهواء 2,5 N، ووزنه وهو مغمور في الماء 1,5 N. احسب قوة دفع الماء على المكعب.
في النشاط نفسه: وزن الكأس المدرجة الفارغة 3 N، ووزن الكأس المدرجة والماء المزاح 4 N. احسب وزن الماء المزاح.
في النشاط: قوة دفع الماء على المكعب 1 N، ووزن الماء المزاح 1 N. بالمقارنة بين القراءتين نستنتج أن:
في النشاط: حجم المكعب 10 cm³، وحجم الماء المزاح 10 cm³. بالمقارنة بين القراءتين نستنتج أن:
نشاط (العلاقة بين وزن الجسم الطافي ووزن السائل المزاح): وزن الكأس المدرجة الفارغة 3 N، ووزن الكأس والماء المزاح 3,5 N. احسب وزن الماء المزاح.
في النشاط: وزن قطعة الخشب الطافية 0,5 N، ووزن الماء المزاح 0,5 N. بالمقارنة بين القراءتين:
توصل أرخميدس إلى أن قوة دفع السائل على جسم مغمور فيه تساوي وزن السائل المزاح بواسطة الجسم.
إذا غُمر جسم في سائل كليًا أو جزئيًا، فإنّه يلقى قوة دفع من أسفل إلى أعلى …… وزن السائل المزاح.
إذا غُمر جسم في سائل كليًا أو جزئيًا، فإنّه يلقى دفعًا من أسفل إلى أعلى يساوي وزن السائل المزاح. (المصطلح العلمي: ……)
إذا غُمر جسم في سائل كليًا أو جزئيًا، فإنّه يلقى قوة دفع من أسفل إلى أعلى يساوي:
ماذا تتوقع أن يحدث عندما ينغمر الجسم كليًا في سائل؟
الجسم المغمور كليًا في سائل، قوة دفع السائل عليه تساوي:
ادرس الشكل: قوة دفع السائل على الجسم تساوي:
ادرس الشكل: حجم الجسم المغمور يساوي:
ادرس الشكل: الوزن الظاهري للجسم يساوي:
ادرس الشكل ثم احسب الوزن الحقيقي للجسم (الوزن الحقيقي = قوة دفع السائل + الوزن الظاهري).
في الشكل، قوة دفع السائل على الجسم المغمور بوحدة النيوتن تساوي:
في الشكل، حجم الجسم المغمور بوحدة السنتيمتر المكعب يساوي:
إذا غُمر جسم في سائل كليًا فإنّ قوة دفع السائل عليه …… وزن السائل المزاح.
إذا غُمر جسم في سائل كليًا فإنّ حجم الجسم …… حجم السائل المزاح.
إذا كان الجسم مغمورًا كليًا في سائل فإن حجم السائل المزاح بواسطة الجسم أقل من حجم الجسم.
إذا كان الجسم يطفو جزئيًا فوق سطح السائل فإن الجزء المغمور منه فقط هو الذي يزيح الماء.
ماذا تتوقع أن يحدث عندما يطفو الجسم جزئيًا فوق سطح السائل؟
إذا طفا جسم فوق سطح سائل فإنّ وزن الجسم الطافي يساوي وزن السائل المزاح بالجزء المغمور من الجسم. (المصطلح العلمي: ……)
ادرس الشكل: قوة دفع السائل على الجسم يساوي:
ادرس الشكل: وزن الجسم الطافي يساوي:
إذا طفا جسم فوق سطح سائل فإنّ وزن الجسم الطافي:
إذا غُمر جسم في سائل جزئيًا فإنّ قوة دفع السائل عليه …… وزن السائل المزاح.
إذا غُمر جسم في سائل جزئيًا فإنّ قوة وزن الجسم …… وزن السائل المزاح.
تدريب على قاعدة أرخميدس: عند غمر جسم في الماء فإن وزن الجسم:
علل: وزن الجسم الحقيقي دائمًا أكبر من وزن الجسم الظاهري مغمورًا في سائل.
الفرق بين قراءة الميزان والجسم معلق في الهواء وقراءته والجسم مغمور في الماء يساوي قوة …….
ادرس الرسم: الوزن الحقيقي للجسم =
ادرس الرسم: الوزن الظاهري للجسم =
ادرس الرسم ثم احسب قوة دفع السائل.
مكعب حجمه 8 سم³ وزنه في الهواء 40 نيوتن ووزنه مغمور في الماء 30 نيوتن. احسب قوة دفع السائل.
مكعب حجمه 8 سم³ وزنه في الهواء 40 نيوتن ووزنه مغمور في الماء 30 نيوتن. ما وزن السائل المزاح؟
مكعب حجمه 8 سم³ وزنه في الهواء 40 نيوتن ووزنه مغمور في الماء 30 نيوتن. ما حجم السائل المزاح؟
إذا غُمر جسم كليًا في سائل فإن:
إذا طفا جسم فوق سطح سائل فإن:
يفقد الجسم المغمور في سائل من وزنه بمقدار:
وزن الماء الذي يُزيحه الجزء المغمور من الجسم الطافي يكون مساويًا لوزن الجسم الطافي.
جسم وزنه في الهواء 7 N، غُمر في الماء فكان وزن الماء المزاح 1 N وحجم الماء المزاح 100 cm³. احسب حجم الجسم.
جسم وزنه في الهواء 7 N، غُمر في الماء فكان وزن الماء المزاح 1 N وحجم الماء المزاح 100 cm³. احسب قوة دفع الماء المؤثرة على الجسم.
جسم وزنه في الهواء 7 N، غُمر في الماء فكان وزن الماء المزاح 1 N وحجم الماء المزاح 100 cm³. احسب وزن الجسم مغمورًا بالماء.
إذا كان وزن الكأس الزجاجية الفارغة W1 = 4 N، ووزنها مع الماء المزاح W2 = 6 N، احسب قوة دفع الماء على الجسم.
نشاط (العلاقة بين قوة دفع السائل وحجم الجسم): مكعب صغير وزنه في الهواء 0,22 N ووزنه في السائل 0,14 N. احسب قوة دفع السائل.
في النشاط نفسه: مكعب متوسط وزنه في الهواء 0,73 N ووزنه في السائل 0,46 N. احسب قوة دفع السائل.
في النشاط نفسه: مكعب كبير وزنه في الهواء 1,7 N ووزنه في السائل 1,09 N. احسب قوة دفع السائل.
الاستنتاج: تزداد قوة دفع السائل عندما …… حجم الجسم المغمور في السائل، وتكون العلاقة …….
نشاط (العلاقة بين قوة دفع السائل وكثافة السائل): مكعب وزنه في الهواء 0,73 N، ووزنه مغمورًا في الجلسرين (كثافته 1,26 g/cm³) 0,39 N. احسب قوة دفع الجلسرين.
في النشاط: غُمر المكعب نفسه في ثلاثة سوائل فكانت قوة الدفع: الماء 0,27 N، زيت الزيتون 0,24 N، الجلسرين 0,34 N. رتب السوائل حسب قوة دفعها من الأقل إلى الأكبر.
الاستنتاج: تزداد قوة دفع السائل عندما …… كثافة السائل، وتكون العلاقة …….
إذا غُمر جسم في سائل فإنّ هذا السائل يدفعه بقوة إلى …….
تكون قوة دفع السائل ثابتة دائمًا ولا تتغير بتغير الجسم أو نوع السائل.
تتغير قوة دفع السائل بتغيير الجسم المغمور أو بتغيير نوع السائل.
تتوقف قوة دفع السائل على عاملين هما:
ماذا يحدث لقوة دفع السائل إذا زاد حجم الجسم المغمور في السائل؟ ولماذا؟
علل: البواخر والسفن تطفو على سطح الماء.
حجم الجسم المغمور في سائل لا يؤثر على قوة دفع السائل.
كلما زاد حجم الجسم المغمور في السائل فإنّ قوة دفع السائل …….
نوع العلاقة بين حجم الجسم المغمور وقوة دفع السائل عليه: …….
أربعة مكعبات مختلفة في الحجم، الجسم الذي يلقى أكبر قوة دفع من السائل إذا وُضع فيه هو:
الرسم البياني الصحيح الذي يوضح العلاقة بين حجم الجسم المغمور في الماء (المحور الأفقي) وقوة دفع الماء له (المحور الرأسي) هو:
قارن: بين ثلاثة مكعبات (حديد - ألومنيوم - نحاس) متساوية في الحجم، من حيث قوة دفع الماء المؤثرة على كل مكعب.
تعتمد قوة دفع السائل على كثافة السائل.
ماذا يحدث لقوة دفع السائل إذا زادت كثافة السائل؟
علل: يزيد قوة دفع السائل كلما زادت كثافته.
نوع العلاقة بين كثافة السائل وقوة دفع السائل: …….
ماذا يحدث في الحالات التالية؟
علل: يغوص الحديد في الماء ولا يغوص في الزئبق.
ماذا تتوقع أن يحدث عندما نغمر مكعبًا حديديًا في الزئبق؟ ولماذا؟
كثافة الزئبق أكبر من كثافة الحديد لذلك يمكن أن يطفو الحديد فوق الزئبق.
أين تستقر الكرة الحديدية في كل إناء؟
عندما تكون كثافة السائل أقل من كثافة المادة الصلبة فإن الجسم …….
عندما تكون كثافة السائل أكبر من كثافة المادة الصلبة فإن الجسم …….
عندما تكون كثافة الجسم الصلب أكبر من كثافة السائل فإن الجسم يطفو.
السباحة في النهر أسهل من السباحة في البحر.
علل: السباحة في البحر أسهل من السباحة في النهر.
ادرس الرسم البياني: السائل الذي له أكبر قوة دفع يمثله الرمز:
ادرس الرسم البياني: فسر سبب أن السائل (ب) له أكبر قوة دفع.
علل: تطفو البيضة في الماء المالح وتغوص في الماء العذب.
قارن من حيث كثافة الماء (كبيرة - قليلة):
قارن من حيث قوة دفع السائل للجسم (أعلى - أقل):
المادة التي تطفو على ماء كثافته (1 g/cm³) تكون كثافتها:
يوضح الرسم موضع الجسم (X) في ثلاثة سوائل مختلفة. يطفو الجسم (X) المغمور نصفه في السائل (أ). أيّ شكل صحيح للجسم (X) عند وضعه في السائلين (ب) و(ج)؟
ادرس الرسم: فسّر لماذا الشكل (ج) صحيح.
ماذا يحدث للبيضة عند إضافة ملح في الماء؟
فسّر: سبب تغيّر موضع البيضة تدريجيًا عند إضافة ملح الطعام إلى أن تطفو.
ثلاثة سوائل: (1) ماء كثافته 1 g/cm³، (2) نفط كثافته 0,68 g/cm³، (3) زئبق كثافته 13 g/cm³. يطفو مكعب من الألومنيوم كثافته 2,7 g/cm³ في السائل رقم:
ما سبب طفو مكعب الألومنيوم (كثافته 2,7 g/cm³) في الزئبق (كثافته 13 g/cm³)؟
يمكن جعل المواد الأكثر كثافة من الماء تطفو فوق سطح الماء.
كيف يمكن جعل المواد الأكثر كثافة من الماء تطفو فوق سطح الماء؟
نشاط (كيف تعمل الغواصة؟) — الملاحظة: صل كل حالة بما يحدث للقطارة داخل القنينة.
الاستنتاج: الضغط على جوانب القنينة يزيد ضغط الهواء والماء داخلها، فيقل حجم الهواء داخل القطارة و:
استفاد الإنسان من ظاهرة قوة دفع الماء في صنع الغواصات وتحديد خط بليمسول في السفن.
كيف تتمكن الغواصة من الغوص في أعماق البحار ثم العودة إلى سطح الماء؟
ماذا يحدث عندما تُملأ خزانات الغواصة بالماء؟ ولماذا؟
ماذا يحدث عندما تُفرّغ خزانات الغواصة من الماء وتُملأ بالهواء؟ ولماذا؟
تطفو الغواصة عندما تملأ خزاناتها بالماء.
عندما تُفرّغ خزّانات الغواصة من الماء وتُملأ بالهواء يصبح وزنها أقل من قوة دفع الماء فتطفو.
من التطبيقات على مبدأ الطفو طريقة عمل الغواصات.
ادرس الشكل، ثم صل كل حالة بالرقم الذي يمثل الموقع الصحيح للغواصة:
اختر الشكل المناسب لكل عبارة:
خط مرسوم على جانب السفن ويُستخدم لتحديد أقصى وزن يمكن أن تحمله السفينة بأمان: ……
علل: أهمية خط بليمسول على جانب السفينة.
ماذا يحدث عند زيادة وزن الحمولة في السفينة؟
ماذا يحدث عند زيادة وزن الحمولة في السفن عن الحد المسموح؟
يجب ألا يتجاوز مستوى المياه خط بليمسول عند تحميل السفن.
كلّما زاد وزن الحمولة قلت كمية الماء المزاح، وبالتالي تقل قوّة دفع الماء.
كلما زاد وزن حمولة السفينة فإن حجم الجزء المغمور منها في الماء …….
ماذا يحدث للجزء المغمور من سفينة عند انتقالها من الماء المالح إلى الماء العذب؟
في الشكل المقابل، تكون السفينة بأمان من الغرق إذا كان منسوب المياه عند الرقم:
مقدار الحمولة التي يمكن وضعها على متن سفينة وزنها (40 N) وتزيح كمية من الماء وزنها (80 N):
الرسم يوضح مسار سفينة عندما تبحر في البحر والنهر. صل كل حالة بالرقم الذي يمثلها:
فسّر: لماذا ينغمر جزء أكبر من السفينة عندما تبحر في النهر؟
في الجدول: كثافة الزئبق 13,6 g/cm³، الحديد 7,9 g/cm³، الماء 1 g/cm³، الزيت 0,8 g/cm³، النفط 0,68 g/cm³. يمكن للحديد أن يطفو على سطح:
الرسم البياني الذي يوضح العلاقة بين قوة دفع السائل (المحور الرأسي) وكثافة السائل (المحور الأفقي) هو:
أين يكون موقع الجسم في الكأس في الحالتين؟
عند انتقال السفينة من البحر إلى النهر:
يوضح الشكل غمر مكعبين متماثلين من حيث نوع المادة في سائل. المكعب الذي يتلقى قوة دفع أكبر يمثله الرمز:
مدرس علومأرقام مدرسين علوم
مدرسة علومأرقام مدرسات علوم
