حاسبة الوزن الظاهري

عندما يُغمَر جسم ما في سائل، يبدو وزنه أقل من وزنه في الهواء وذلك بسبب قوة الطفو التي يبذلها السائل. هذه الظاهرة حاسمة في العديد من المجالات، خاصة في الهندسة والفيزياء، لتصميم الأجسام المغمورة مثل الغواصات ولإدراك مبادئ الطفو.

الخلفية التاريخية

يعود مبدأ الطفو، المعروف بمبدأ أرخميدس، إلى اليونان القديمة. وينص على أن أي جسم، مغمور كلياً أو جزئياً في سائل، يُرفع بقوة تساوي وزن السائل الذي يزيحه الجسم.

صيغة الحساب

يُحسب الوزن الظاهري لجسم في سائل باستخدام الصيغة:

\[ \text{الوزن الظاهري} = \text{الوزن الحقيقي} - (\text{كثافة السائل} \times g \times \text{الحجم المُزاح}) \]

حيث:

• \(g\) هي تسارع الجاذبية الأرضية (تقريباً \(9.81 m/s^2\)).

مثال على الحساب

إذا كان وزن جسم ما الحقيقي 100 نيوتن، وتم غمره في الماء (\(1000 kg/m^3\)) وأزاح حجماً قدره \(0.01 m^3\)، فإن وزنه الظاهري هو:

\[ \text{الوزن الظاهري} = 100 - (1000 \times 9.81 \times 0.01) \approx 90.19 \text{ نيوتن} \]

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

إن فهم الوزن الظاهري ضروري لتصميم وتحليل الأجسام في البيئات السائلة، مثل السفن والغواصات والأنظمة الهيدروليكية. كما أنه يلعب دوراً حاسماً في دراسة ميكانيكا الموائع والهندسة.

الأسئلة الشائعة

1. ما هي قوة الطفو؟

   • قوة الطفو هي القوة الصاعدة التي تُبذل على جسم مغمور في سائل، وتساوي وزن السائل الذي يزيحه الجسم.

2. كيف تؤثر كثافة السائل على الوزن الظاهري؟

   • كلما زادت كثافة السائل، زادت قوة الطفو، وبالتالي قل الوزن الظاهري للجسم.

3. هل يمكن أن يكون الوزن الظاهري سالباً؟

   • يصبح الوزن الظاهري سالباً عندما تتجاوز قوة الطفو الوزن الحقيقي، مما يشير إلى أن الجسم سيفلو.

تُوفر هذه الآلة الحاسبة طريقة سهلة لفهم وحساب الوزن الظاهري للأجسام في السوائل، مُبرهنةً على مبادئ الطفو بطريقة ملموسة.