تجربة ارخميدس
To read the English version click here.
توضح هذه التجربة أنه عند وضع جسم ما في سائل، يزيح الجسم كمية من السائل تساوي كتلتها كتلة الجسم نفسه. علاوة على ذلك، فإن حجم السائل المُزاح يساوي حجم الجزء المغمور من الجسم.
To read the English version click here.
توضح هذه التجربة أنه عند وضع جسم ما في سائل، يزيح الجسم كمية من السائل تساوي كتلتها كتلة الجسم نفسه. علاوة على ذلك، فإن حجم السائل المُزاح يساوي حجم الجزء المغمور من الجسم.
لو تم إجراء هذه التجربة في ظروف يكون فيها صافي القوى الخارجية صفرًا على المدفع المُحمّل قبل وبعد إطلاق النار مباشرة (على سبيل المثال، عندما يكون وزن المدفع متوازناً مع رد الفعل العمودي للأرض)، فإن حسبنا عندئذٍ حاصل ضرب كتلة القذيفة بسرعتها المتجهة وحاصل ضرب كتلة المدفع بسرعته المتجهة قبل وبعد الإطلاق مباشرة، سنجد أنه قبل إطلاق النار كان كلاهما في حالة سكون، وبالتالي يكون الناتج صفرًا لكليهما، بينما نجد أن الناتجين، بعد إطلاق النار ذوا مقدار متساوٍ، ولكن باتجاهين متعاكسين.
This experiment shows that, when placed in a liquid, the object displaces a quantity of liquid of mass that is equal to the mass of the object itself. Moreover, the volume of the displaced liquid is equal to the volume of the immersed part of the object.
In this experiment, the air cushion under the scooter assures that there is almost no friction, so the scooter is acted upon by the gravitational force (its weight) and the reaction of the track. Then we can say that the net force on the scooter is null.
Now when the scooter is at rest, it remains at rest. But when it is given a push and then is left to move on its own, it will keep moving at constant speed unless it hits the end of the track (a force stops it).
A force may have a turning effect (or twisting effect). This turning effect depends on the magnitude F of the force and the distance d from the center where the force is applied perpendicularly.
في هذه التجربة، ينعدم الاحتكاك تقريبا تحت السكوتربسبب الوسادة الهوائية، لذلك تتأثر السكوترفقط بقوة الجاذبية (وزنها) وبردة فعل السكة. فيمكننا القول أن القوة الصافية على السكوتر صفر.
فعندما يكون السكوتر في حالة سكون ، يبقى في حالة سكون. وعندما يتم دفعها ومن ثم تركها للتحرك من تلقاء نفسها، فإنها ستستمر في التحرك بسرعة ثابتة ما لم تصل إلى نهاية المسار (توقفه قوة خارجية).
أُجريت هذه التجربة في مكوك فضائي حيث تنعدم الجاذبية تقريبًا، لذلك لا تتأثر الكرات بأي قوة باستثناء نفخة رائد الفضاء. لاحظ أنه بنفس النفخة (نفس القوة) على كل كرة، فإن الكرة الأخف تتسارع أكثر من الكرة الأثقل، وهو ما يتوافق مع قانون نيوتن الثاني:
تشير هذه المعادلة إلى أنه إذ لم تتغير القوة الصافية على الجسم، فإن الكتلة والتسارع متناسبان عكسيا. وبعبارة أخرى، لنفس القوة الصافية، كلما زادت الكتلة، انخفض التسارع، والعكس بالعكس.