צִיפָה הוא השם שניתן ל- כוח מומש על ידי א נוֹזֵל על אובייקט שקוע בו באופן מלא או חלקי. מוכר גם בשם עקרון ארכימדס, לדחף יש תמיד כיוון אנכי וכיוון כלפי מעלה.
ברגע שכל חפץ שקוע בנוזל, הוא מתחיל לעקור אותו. הדחף תואם את מִשׁקָל מנפח הנוזל שנעקר על ידי האובייקט, כך שנוכל להגדיר בצורה מתמטית את הציפה באופן הבא:
E = PDES
E = mמָחוֹז ז
בידיעה כי צְפִיפוּת היא תוצאה של היחס בין המסה לנפח של חומר, אנו יכולים לכתוב כי:
d = m / V → m = d. ו
בשכתוב משוואת הדחף, יש לנו:
E = דל. וDES. ז
עבור משוואה זו עלינו:
דל= צפיפות הנוזל;
וDES= נפח נוזל העקור;
ז = האצת כוח הכבידה.
הערה: נפח הנוזל שנעקר תואם בדיוק לנפח השקוע של האובייקט בנוזל.
איך ציפה ציפה?
הציפה נובעת בגלל ההבדל ב לַחַץ הקיים בין החלק התחתון והעליון של אובייקט שקוע בנוזל. ה לַחַץ בתחתית, בגלל העומק הגדול יותר, הוא גדול יותר מהלחץ בחלקו העליון, מה שמביא להופעת כוח אנכי כלפי מעלה, הציפה.
מי הסביר את הדחף?
כוח זה הוסבר על ידי ארכימדס, מתמטיקאי ומהנדס יווני שהוזמן על ידי מלך להראות אם הכתר שלו היה זהב מלא או שיש בו זיהומים מעורבבים. בעודו מתרחץ באמבטיה, הבחין שהמים יצאו מהאמבטיה כשנכנס אליה וכי גופו היה נתון למעין כוח. משם הוא הצליח לפתח את הרעיון שלו לגבי ציפה ולציין כי:
“כל גוף השקוע בנוזל פועל על ידי כוח אנכי ומעלה המתאים לנפח הנוזל שנעקר על ידי הגוף. "
מקרי תנודות
1) כיורי גוף:
אם חפץ שקוע בנוזל שוקע, אנו יכולים לומר שצפיפותו גדולה מזו של הנוזל וכי משקלו גדול יותר מציפה.
2) גוף באיזון
אם צפיפות הגוף והנוזל שווה, הגוף יישאר באיזון בנוזל ואנחנו יכולים לומר כי הציפה שווה למשקל הגוף.
3) גוף צף:
אובייקט צף על פני הנוזל בכל פעם שצפיפותו קטנה מצפיפות הנוזל. במקרה זה, הדחף הפועל על הגוף גדול ממשקלו.
דוגמה ליישום
הצוללות בהן השתמש הצבא הם דוגמה קלאסית ליישום דחף. בעוד הצוללת נותרה צפה על פני המים, אנו יכולים לומר כי הדחף שווה ל משקל והכלי נשאר באיזון. כדי לצלול, הצוללת ממלאת כמה מאגרים במים, ובכך שלה המשקל הופך גדול מדחף והוא שוקע.
מאת ג'ואב סילאס
בוגר פיזיקה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-empuxo.htm