החוברת · דף לימוד
ציפה ושקיעה
מדעים · כיתה ז׳ · פרק 3: מדידות פיזיקליות
למה אבן שוקעת ועץ צף? התשובה טמונה בצפיפות!
הכלל הפשוט
האם גוף יצוף או ישקע בנוזל? התשובה תלויה בהשוואת הצפיפויות.
צריך להשוות את צפיפות הגוף לצפיפות הנוזל.
צף
ρ_גוף < ρ_נוזל
דוגמה: עץ במים
מרחף
ρ_גוף = ρ_נוזל
דוגמה: ביצה במי מלח מדויקים
שוקע
ρ_גוף > ρ_נוזל
דוגמה: אבן במים
כוח הציפה
כוח הציפה - המכונה גם כוח הדחיקה או כוח עילוי מדיומי - הוא כוח הידרוסטטי המופעל על-ידי תווך על אובייקט השקוע בו, הדוחף דחף מנוגד אנכית למשקל האובייקט.
לכן ים המלח (צפיפות 1.24 g/cm³) מציף בני אדם (צפיפות ~1.01 g/cm³) בקלות!
דוגמאות מהחיים
| גוף | צפיפות | במים מתוקים | במי מלח |
|---|---|---|---|
| עץ | 0.5 g/cm³ | צף | צף |
| קרח | 0.92 g/cm³ | צף | צף |
| גוף אדם | 1.01 g/cm³ | שוקע (בקושי) | צף |
| ביצה טריה | 1.03 g/cm³ | שוקע | צף |
| אבן | 2.5 g/cm³ | שוקע | שוקע |
מים מתוקים: 1.00 g/cm³ | מי מלח: ~1.03-1.25 g/cm³
אוניית פלדה ענקית שוקלת אלפי טונות, אבל צפה על המים. איך זה ייתכן שפלדה (צפיפות 7.9) צפה?
מתי השוואת צפיפות הגוף (ρ_גוף) לצפיפות הנוזל (ρ_נוזל) קובעת ציפה, שקיעה או ריחוף נייטרלי?