إذا كانت كثافة جسم أقل من كثافة المائع فإنه يطفو
الإجابة الصحيحة هي: يطفو. فعندما تكون الكثافة المتوسطة لجسم أقل من كثافة المائع الموجود فيه، يرتفع الجسم نحو السطح ويستقر طافيًا، كما يحدث عند وضع قطعة من الخشب على سطح الماء.
وتساعد مقارنة الكثافات على توقع سلوك الأجسام في السوائل، وفهم سبب طفو بعضها وغرق بعضها الآخر.
ما المقصود بالكثافة؟
الكثافة هي مقدار الكتلة في وحدة الحجم، وتُحسب بقسمة كتلة الجسم على حجمه. فإذا كان جسمان متساويين في الحجم، فإن الجسم الأكبر كتلةً تكون كثافته أعلى.
والمائع هو مادة قابلة للانسياب، ويشمل السوائل والغازات، لكن أمثلة الطفو المدرسية غالبًا ما تتناول الأجسام في الماء.
لماذا يطفو الجسم الأقل كثافة؟
يؤثر المائع في الجسم المغمور بقوة تدفعه إلى أعلى، تُسمى قوة الطفو. وعندما تكون كثافة الجسم أقل من كثافة المائع، تكون قوة الطفو أكبر من وزنه إذا كان مغمورًا بالكامل، فيتحرك إلى أعلى.
وعند استقراره طافيًا على السطح، تتساوى قوة الطفو مع وزن الجسم، ويكون جزء من حجمه مغمورًا في المائع.
متى يغرق الجسم أو يعلق؟
إذا كانت كثافة الجسم أكبر من كثافة المائع، فإنه يغرق في الظروف المعتادة. أما إذا تساوت الكثافتان، فيمكن أن يبقى الجسم معلقًا داخل المائع دون أن يرتفع أو يهبط، ما لم تؤثر فيه قوى أخرى.
ويُقصد بالمقارنة هنا الكثافة المتوسطة للجسم كله؛ ولهذا تستطيع السفن الطفو رغم احتوائها على معادن كثيفة، لأن تصميمها المجوف يجعل متوسط كثافتها أقل من كثافة الماء.
إذن، الاختيار المناسب لإكمال العبارة هو: «إذا كانت كثافة جسم أقل من كثافة المائع فإنه يطفو».