لفهم لماذا تطفو لعبة القارب على سطح الماء، نحتاج إلى تفسير ذلك بناءً على مبدأ الطفو وكثافة المواد.
تفسير طفو لعبة القارب على سطح الماء
مبدأ الطفو
تطفو الأجسام عندما تكون قوة الطفو المؤثرة عليها من السائل (الماء في هذه الحالة) أكبر من أو تساوي وزن الجسم. قوة الطفو هذه هي القوة الدافعة التي يدفع بها السائل الجسم إلى الأعلى.
كثافة القارب مقارنة بكثافة الماء
كثافة الجسم هي مقدار كتلته في وحدة الحجم.
بالرغم من أن المادة التي صنعت منها اللعبة (البلاستيك أو الخشب مثلاً) قد تكون أكثف من الماء، إلا أن متوسط كثافة القارب الكلية تكون أقل من كثافة الماء.
هذا يعود إلى أن القارب ليس مصمتًا بالكامل، بل يحتوي على فراغات (هواء) بداخله. هذه الفراغات تقلل من كثافة القارب الكلية بشكل كبير.
تذكر أن الهواء أقل كثافة بكثير من الماء. بوجود كمية كبيرة من الهواء داخل القارب، يصبح وزن القارب الكلي (بما في ذلك وزن المادة المصنوع منها ووزن الهواء المحتجز داخله) موزّعًا على حجم أكبر، مما يجعل كثافته المتوسطة أقل من كثافة الماء.
الإزاحة
عندما يوضع القارب على سطح الماء، فإنه يزيح كمية من الماء. وزن هذه الكمية المزاحة من الماء هو بالضبط قوة الطفو التي تدفع القارب إلى الأعلى. إذا كان وزن الماء المزاح أكبر من وزن القارب، فإنه يطفو.
باختصار، لعبة القارب تطفو لأنها مصممة بطريقة تجعل متوسط كثافتها الكلية أقل من كثافة الماء، وذلك بفضل وجود الهواء داخلها الذي يمنحها الطفو اللازم.