يرتفع منطاد الهيليوم؛ لأن قوة طفو الهواء تحمله، فإذا كانت كثافة غاز الهيليوم 0.18kg/m ³ وكثافه الهواء 1.3kg/m ³ ، فما حجم منطاد الهيليوم وكثافة الهواء اللازم لرفع قالب من الرصاص وزنه 10 N؟

0.9 m³

حل مراجعة الدرس

32. الطفو والغطس. هل تطفو علبة شراب الصودا في الماء أم تغوص فيه؟ جرب ذلك، وهل يتأثر ذلك بكون الشراب خالياً من السكر أم لا؟ تحتوي جميع علب شراب الصودا على الحجم نفسه من السائل 354 ml، وتزيح الحجم نفسه من الماء، فما الفرق بين العلبة التي تغوص والأُخرى التي تطفو؟

يذوب ربع كأس السكر تقريباً في كأس شراب الصودا العادي مما يجعلة أكثر كثافة من الماء، أما شراب الصودا الخالي من السكر فيحتوي على كمية قليلة من المحليات الصناعية لذلك يكون شراب الصودا الخالي من السكر أقل كثافة من شراب الصودا العادي (المحلى).

33. الطفو والكثافة. تُزود صنارة الصيد بقطعة فلين تطفو بحيث يكون عشر حجمها تحت سطح الماء، ما كثافة الفلين؟

$\frac{{\rho }_1}{{\rho }_2}=\frac{V_2}{V_1}=\frac{1}{10}$

₁$\rho$: كثافة الفلين.

₂$\rho$: كثافة الماء.

$10{\rho }_1={\rho }_2\Rightarrow {\rho }_1=\frac{{\rho }_2}{10}=\frac{1.00\times {10}^3}{10}=100 kg/m^2$

34. الطفو في الهواء. يرتفع منطاد الهيليوم؛ لأن قوة طفو الهواء تحمله، فإذا كانت كثافة غاز الهيليوم 0.18kg/m³ وكثافه الهواء 1.3kg/m³، فما حجم منطاد الهيليوم وكثافة الهواء اللازم لرفع قالب من الرصاص وزنه 10 N؟

0.9 m³

35. انتقال الضغط. صُمّمت لعبة قاذفة للصواريخ بحيث يدوس الطفل على أسطوانة من المطاط، مما يزيد من ضغط الهواء في أنبوب القاذف فيدفع صاروخاً خفيفاً من الرغاوي الصناعية في السماء، فإذا داس الطفل بقوة 150 N على مكبس مساحته 2.5x10^-3m² ، فما القوة المنتقلة إلى أنبوب القذف الذي مساحة مقطعه 4x10^-4m² ؟

$\begin{array}{r}{\mathrm{F}}_2=\frac{F_1{A}_2}{A_1}\\ =\frac{150\times 4.0\times {10}^{-4}}{2.5\times {10}^{-3}}=24 \mathrm{N}\end{array}$

36. الضغط والقوة. رُفعت سيارة تزن 2.3x10⁴N عن طريق أسطوانة هيدروليكية مساحتها 0.15 m².

a. ما مقدار الضغط في الأسطوانة الهيدروليكية؟

$\mathrm{P}=\frac{F}{A}=\frac{2.3\times {10}^4}{0.15}=1.5\times {10}^5 \mathrm{Pa}$

b. ينتج الضغط في أسطوانة الرفع عن طريق التأثير بقوة في أسطوانة مساحتها 0.0082 m²، ما مقدار القوة التي يجب أن تؤثر في هذه الأسطوانة الصغيرة لرفع السيارة؟

${\mathrm{F}}_2=\frac{F_1{A}_2}{A_1}\frac{2.3\times {10}^4}{0.15}\left(0.0082\right)=1.3\times {10}^3 \mathrm{N}$

37. الإزاحة. أيّ مما يلي يزيح ماءً أكثر عندما يوضع في حوض مائي؟

a. قالب ألومنيوم كتلته 1 kg، أم قالب رصاص كتلته 1 kg؟

سيزيح قالب الألومنيوم كمية أكبر من الماء.

b. قالب ألومنيوم حجمه 10 cm³، أم قالب رصاص حجمه 10 cm³؟

يزيح كل منهما الحجم نفسه من الماء.

38. التفكير الناقد. اكتشفت في المسألة التدريبية رقم 4، أنه عندما يمر إعصار فوق منزل فإنً المنزل ينهار أحياناً من الداخل إلى الخارج، فكيف يفسر مبدأ برنولي هذه الظاهرة؟ وماذا يمكن أن نفعل لتقليل خطر اندفاع الباب أو الشباك إلى الخارج وتحطمه؟

يكون ضغط هواء الإعصار السريع أقل من ضغط الهواء الساكن نسبياً داخل المنزل مما يولد قوة هائلة على الجدران والأبواب والنوافذ ويمكن تقليل هذا الفرق في الضغط عن طريق فتح الأبواب والنوافذ وذلك للسماح للهواء بالتدفق بحرية خارج المنزل.