آیا تابحال فکر کرده ای که یک کشتی بزرگ چگونه می تواند بدون غرق شدن در روی آب حرکت کند؟
آیا می دانی چرا یک کنده درخت در سطح آب به حالت معلق می ماند و هرچه آن را به پایین فشار دهیم و رها کنیم، بلا فاصله به بالای سطح آب می گردد؟
چرا اگر یک سنگ در آب بندازیم، بلافاصله در آب فرو می رود و هر چه تلاش کنیم نمی‌توانیم آن را در سطح آب نگاه داریم؟
دلیل این پدیده‌های و هزاران پدیده دیگر مانند آنها را که در زندگی د مشاهده می‌کنیم، نیروی ارشمیدس یا نیروی شناور شدن است.
تعریف شناور شدن:
هرگاه جسمی را در داخل شاره‌ای غوطه ور کنیم، نیرویی برابر با وزن شاره جابجا می شود. توسط آن ، بر آن وارد می گردد، که این نیرو را نیروی ارشمیدس و یا نیروی شناوری می گویند. این بیان در واقع همان اصل ارشمیدس است که از زمان یونان باستان شناخته شده است.
آزمایش ساده :
یک تکه سنگ انتخاب کن. و آن را از یک ترازو آویزان نموده و جرم آن را یادداشت کن. حال آن را در داخل یک ظرف آب فرو ببر و دوباره جرم آن را از روی ترازو بخوان. اختلاف میان دو جرم با جرم آب جابجا شده برابر است. چون چگالی آب برابر هزار کیلو گرم بر متر مربع است، تعداد جرم بر حسب گرم برابر است با حجم بر حسب سانتی متر مکعب ، که با حجم سنگ نیز برابر است. با تقسیم جرم سنگ بر حجم آن چگالی سنگ بدست می آید.
چرا یک قطعه آهن بر خلاف کنده درخت در آب فرو می رود؟
وقتی که یک کنده درخت در آب غوطه ور است، مقداری آب برابر با آب هم حجم خودرا جابجا می کند. اما وزن آب از وزن کنده بیشتر است و لذا نیروی شناوری از نیروی وزن بیشتر است. این قضیه فقط زمانی صادق است که چگالی کنده از چگالی آب کمتر باشد. عموما اگر چگالی شاره از چگالی جسم بیشتر باشد، جسم در شاره شناور می شود. بنابراین دلیل اینکه یک قطعه آهن یا سنگ بلافاصله در داخل آب فرو میرود، این است که چگالی این اجسام از چگالی آب بیشتر است.
علت غرق شدن یک کشتی بزرگ در دریا :
اگر در روی جدول‌هایی که در کتاب‌های مختلف وجود دارد، چگالی فولاد را پیدا کنی می بینی که چگالی فولاد هفت برابر چگالی آب است، ولی با وجود این کشتی در آب فرود نمی‌رود. و در سطح آن باقی می ماند. این بدان دلیل است که کشتی عمدتا از هوا تشکیل شده است تا آب. بنابر این ، اگر حجم هوای داخل کشتی را نیز به حساب آوریم، چگالی متوسط کشتی خیلی کمتر از چگالی آب می گردد. بنابراین با ملاحظه هوای داخل کشتی ، چگالی متوسط کشتی از چگالی متوسط آب کمتر خواهد بود.
