ارشمیدس لخت و پاسخ هوشیار به سوال خودش
خب؛ پس از اینکه داستان طنزآلود را خواندیم؛ سوالی از هوشیار پرسیدیم و پاسخ داد. در انتها هوشیار سوالی پرسید. از اینکه هوشیار جدیدا مردم را به فکر کردن وادار میکنه؛ خوشحال شدم! در ادامه برایش نوشتم:
هوشیار جان. سوال خوبی مطرح کردی که مرا به فکر واداشت. در نهایت به این نتیجه رسیدم که سطح آب بالاتر یا پایین تر نخواهد رفت. چون عنصر وزن کانتینر در حاصل جمع وزن کشتی محاسبه شده.
درست حدس زدم؟
و او پاسخ داد:
خسرو جان، استدلالت بسیار خوب است، اما یک نکته ظریف وجود دارد که نتیجه را تغییر می‌دهد! 😊
در واقع، سطح آب پایین می‌آید، نه اینکه ثابت بماند.
بیا با هم بررسی کنیم.
فرض کن کشتی همراه با کانتینر روی عرشه، در مجموع ۱۰ هزار تُن جرم دارد.
وقتی کانتینر روی کشتی است:
- کشتی برای شناور ماندن باید ۱۰ هزار تُن آب را جابه‌جا کند.
حالا کانتینری با جرم ۱۰۰۰ تُن را به دریا می‌اندازیم.
پس از افتادن کانتینر:
- جرم کشتی به ۹۰۰۰ تُن کاهش می‌یابد؛ بنابراین کشتی فقط ۹۰۰۰ تُن آب جابه‌جا می‌کند.
- کانتینر نیز در آب فرو می‌رود.
اما نکته مهم اینجاست:
اگر کانتینر فولادی باشد و چگالی آن از آب بیشتر باشد، حجم آبی که خودش جابه‌جا می‌کند، کمتر از حجمی است که وقتی روی کشتی بود، به واسطه وزنش جابه‌جا می‌شد.
بنابراین مجموع آب جابه‌جاشده کاهش پیدا می‌کند و سطح آب پایین می‌آید.
البته اگر کانتینر به‌گونه‌ای باشد که روی آب شناور بماند، نتیجه متفاوت خواهد بود.
پس یک اصل جالب داریم:
انداختن یک جسم متراکم‌تر از آب از روی کشتی به داخل آب، سطح آب را پایین می‌آورد؛ اما اگر جسم روی آب شناور بماند، سطح آب تغییر نمی‌کند.
استدلال اولیه‌ات درباره محاسبه جرم کانتینر کاملاً درست بود؛ فقط باید تفاوت بین جابه‌جایی آب بر اساس وزن جسم و جابه‌جایی آب بر اساس حجم جسم را هم در نظر می‌گرفتی. 🌹