מדוע צפים בים המלח יותר בקלות מהים התיכון? אור

כמות המלחים בים המלח גבוהה בהרבה בהשוואה לים התיכון ולכן צפיפות המים גבוה יותר (קרוב ל 1.24 בים המלח בהשוואה ל 1.025 בים התיכון ).
באופן דומה צפיפות הים התיכון 1.025 גדולה מצפיפות מים מתוקים (קרובה ל 1.000).
צפיפות היא מסה ליחידת נפח (למשל גרם לסנטימטר מעוקב) וסימלה היא האות היוונית 'רו' (ρ).

החישוב מבוצע בדרך הבאה:

מסה = m, נפח = V.

גוף המצוי בנוזל, דוחק נוזל בכמות השווה למשקלו (ראה תמונה למטה).
אם צפיפות הגוף גדולה מצפיפות הנוזל הוא ידחוק יותר מים מנפחו ולכן התוצאה תהייה שהוא ישקע.
אם צפיפות הגוף זהה לצפיפות הנוזל הוא ידחוק כמות מים הזהה בדיוק לנפחו ולכן הגוף יהיה שקוע עד קצהו העליון אך הוא לא ישקע.
אם צפיפות הגוף קטנה מצפיפות הנוזל הגוף יצוף על פניו בשיעור הזהה לכמות המים שהוא דחק.

התמונות באדיבות ויקיפדיה.

מסיבה זו עץ המלא בחללי אוויר יצוף במים (כי מסתו ליחידת נפח קטנה מנפח מים זהה) ומתכת תשקע.
באופן דומה ניתן לראות איך אונייה שוקעת יותר בתוך המים כאשר מעמיסים אותה. במקרה זה צפיפות הנוזל (מים) נשארת קבועה אך צפיפות האוניה ליחידת שטח עולה (הטען המועמס).
דוגמא נוספת היא צוללת. בצוללת יש חללים מלאים אוויר. כאשר האוויר נדחק החוצה ומוחלף במים צפיפות הצוללת גדולה מצפיפות המים סביבה והיא שוקעת. על מנת לצוף הצוללת שואבת החוצה את המים מהמכלים וכעת צפיפותה נמוכה מהמים והיא עולה חזרה לפני השטח.

לכן אם אדם מסוים ינסה לצוף בים המלח ובים התיכון הוא ידחוק פחות מים בים המלח לעומת הים התיכון ולכן יצוף יותר בקלות (בהנחה שמסתו זהה והוא לא זלל בדרכו ממקום למקום).

בתמונה רואים מטבע מתכת הצפה על כספית נוזלית. אותה מטבע הייתה שוקעת במים (ויקיפדיה).

הסיפור על גילוי צפיפות החומר מתואר בספר של ויטרוביוס "על אודות האדריכלות" (De Architectura) מהמאה הראשונה לפני הספירה. על פי האנקטודה המלך הירון השני רצה לדעת האם הכתר עשוי זהב טהור או תערובת מתכות. כדי לדעת זאת יש להשוות את נפח הכתר לנפח זהה של זהב אמיתי אך הכתר הינו צורה מורכבת ולכן לא היה ניתן לבצע זאת ללא המסת הכתר (שתוביל להריסתו). ארכימדס פתר זאת כאשר רחץ במרחצאות הציבוריות והבין שגופו דוחק מים בכמות השווה לנפח גופו. ארכימדס הנלהב רץ החוצה עירום וצעק 'מצאתי' (אאוריקה, Eureka). הסיפור הנ"ל כנראה אינו נכון כי הפרש הנפחים בין כתר זהב טהור לאחד שאינו כזה קטן יחסית והמכשירים בתקופת ארכימדס לא היו מסוגלים לאתר הפרש כה זניח.

התמונות באדיבות ויקיפדיה.

מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.