چرا میخ فرو می‌رود ولی کشتی شناور می‌ماند؟

راهنمایی کوتاه: این موضوع به نیروی شناوری و چگالی مربوط می‌شود.

گام‌به‌گام:

• ۱) هر جسم در آب دو نیرو تجربه می‌کند: وزن (به سمت پایین) و نیروی شناوری (به سمت بالا).
• ۲) نیروی شناوری برابر است با وزن آبی که جسم جا به جا می‌کند (اصل ارشمیدس).
• ۳) اگر نیروی شناوری از وزن جسم بیشتر باشد، جسم شناور می‌ماند؛ اگر کمتر باشد، فرو می‌رود.
• ۴) میخ فولادی کوچک و سنگین است، پس وزنش از نیروی شناوری بیشتر می‌شود و فرو می‌رود.
• ۵) کشتی فولادی شکل خاصی دارد (توخالی و پهن) و حجم زیادی از آب را جا به جا می‌کند، بنابراین نیروی شناوری بزرگ‌تری ایجاد می‌کند.
• ۶) چون کشتی توخالی است، میانگین چگالی آن (جرم تقسیم بر حجم) از چگالی آب کمتر می‌شود و شناور می‌ماند.

پاسخ نهایی: میخ به دلیل شکل کوچک و چگالی بالا (نسبت به آب) فرو می‌رود، اما کشتی با وجود جنس فولادی، به دلیل شکل توخالی و حجم زیاد، چگالی مؤثر کمتری دارد و نیروی شناوری کافی برای شناور ماندن ایجاد می‌کند.

مثال مشابه: یک تکه فولاد جامد در آب فرو می‌رود، اما اگر همان فولاد را به شکل یک کاسه توخالی دربیاورید، روی آب شناور می‌ماند چون آب بیشتری را جا به جا می‌کند.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی آزمایش ساده‌ای انجام دهی: یک تکه خمیر بازی را به صورت گلوله درآور و در آب بینداز (فرو می‌رود). حالا همان خمیر را به شکل یک قایق پهن درآور—حالا شناور می‌ماند!