چگالی

[رزیتا]

چگالی

تمام پدیده هایی که دیدید، به یک موضوع مرتبط می‌گردد و آن چیزی نیست جز "چگالی". چگالی ( که گاهی آن را " دانسیته" یا " وزن مخصوص " هم می‌نامند.) نسبت جرم یک جسم به حجم آن است.
فرض کنید سه حجم یکسان از آهن، چوب و پنبه را در دست گرفته اید. آهن سنگین تر به نظر می‌رسد، چون با این که حجم آن با چوب و پنبه یکی است، اما وزن آن بیش تر است. پس چگالی آهن بیش تر است. وقتی دو ماده را روی هم می‌ریزیم یا وقتی یک جامد را روی یک مایع قرار می‌دهیم، ماده ای که چگالی کمتری دارد، بالا می‌رود و روی ماده ی دیگرقرار می گیرد. در این حالت می‌گوییم این ماده ی بر روی ماده دوم شناور شده است.

در جدول زیر چگالی بعضی از موادی که در زندگی روزمره با آنها سروکار دارید، نشان داده شده است.


جدول چگالی تعدادی از مواد

نام ماده

چگالی ( گرم بر سانتی متر مکعب )

هوا 0/0013

پر 0/0025


چوب بلوط 0/6-0/9


یخ 0/92


آب 1/00

آجر 1/84

آلومینیوم 2/70

استیل 7/80


نقره 10/50


طلا 19/30

چوب روی آب می‌ماند، چون چگالی کمتری دارد. آهن زیر آب می‌رود، زیرا چگالی آن از آب بیش تر است. در تمام صفحات قبلی هنگامی که می گوییم چیزی سنگین تر از دیگری است، منظورمان این است که چگالی آن بیش تر است و زمانی که می‌گوییم سبک تر است، یعنی چگالی آن کمتر است. حالا برگردید و یک بار دیگر این صفحات را مرور کنید. این بار سعی کنید تا وقایعی را که اتفاق افتاد، با استفاده از مفهوم چگالی تحلیل کنید.

هنگامی که جسمی در یک مایع (مثلا آب) می‌افتد، دو نیرو به آن وارد می‌شود: یکی نیروی وزن است که آن را به سمت پایین می‌کشد و دیگری نیروی ارشمیدس. " نیروی ارشمیدس " نیرویی است که در اثر قرار گرفتن جسم در یک سیال ( مایع یا گاز ) به آن جسم وارد می‌شود. این نیرو به سمت بالا است و تمایل دارد که جسم را روی مایع شناور کند. اگر نیروی ارشمیدسی وارد بر یک جسم، بیش تر از نیروی وزن آن باشد، آن جسم روی مایع شناور می‌شود. در حالتی که نیروی ارشمیدسی کم تر از نیروی وزن است، جسم به عمق مایع فرو می‌رود و در آن غرق می‌شود.

نیروی ارشمیدسی که به یک جسم وارد می‌شود، با زیاد شدن حجمی از جسم که در مایع قرار دارد، بیش تر می‌شود. در ضمن هر چه چگالی مایع بالا رود، این نیرو نیز افزایش پیدا می‌کند. یک کشتی روی آب شناور می‌ماند، چون حجم بخشی از آن که در آب قرار می‌گیرد زیاد است و نیروی ارشمیدسی کافی به آن وارد می‌شود. بالا رفتن بالون در هوا هم به همین دلیل است.