لماذا يطفو بعض الأشياء وتغرق أخرى؟

عندما يطرح الطفل سؤاله البسيط: لماذا يطفو هذا الجسم بينما يغرق ذاك؟ يبدأ عالم من الأسرار في الانكشاف. يبدو السؤال بسيطاً، لكن خلفه تاريخ طويل من التجارب والاكتشافات، من أرخميدس الذي انتبه إلى قوة دفع الماء عندما غمر نفسه في الحمام، إلى علماء العصر الحديث الذين يقيسون كثافة الأشياء بدقة لمعرفة مصيرها في البحار والأنهار. نروي قصتنا هنا بأسلوب ممتع يجعل من المفاهيم العلمية حكايات مثيرة تناسب فضول أطفال العالم الصغير.

الكثافة وقوة الطفو

إذا أردنا أن نفهم لماذا يطفو شيء ما أو يغرق، فعلينا أن ننظر إلى ما هو أكثر من وزنه. ربما يبدو الحجر الثقيل كتلة لا يمكن أن تغرق، بينما يبدو قارور بلاستيكية فارغة أخف وزناً، لكن الحقيقة أن كلاهما يواجه اختباراً مع الماء. الكثافة هي المفتاح؛ إنها النسبة بين وزن الجسم وحجمه. إذا كانت كثافة الجسم أكبر من كثافة الماء، فإن الماء لا يستطيع دفعه فيغرق. أما إذا كانت الكثافة أقل، فإن قوة الدفع، أو ما يسمى بقوة الطفو، تفوق الوزن فيطفو الجسم على السطح. يتحدث العلماء عن ثلاثة أحوال: طفو إيجابي عندما يطفو الجسم فوق السطح، وطفو محايد عندما يظل معلقاً في المنتصف، وطفو سلبي عندما يغوص إلى القاع. وتلعب تصميمات السفن دوراً كبيراً؛ فالسفينة الكبيرة قد تكون أثقل من صخرة صغيرة، لكنها مصممة بحيث توزع وزنها على مساحة واسعة من الماء، فتزيح كمية من الماء تساوي وزنها وتحقق التوازن. حتى الماء نفسه يمكن أن يزداد كثافة عندما نضيف إليه الملح، ولذلك تطفو البيضة في ماء مالح أكثر بسهولة من ماء عذب.

تجارب واكتشافات للأطفال

لكي تبقى هذه المفاهيم حية في أذهان الأطفال، يمكنهم إجراء تجارب بسيطة في المنزل. يمكن مثلاً إحضار وعاء ماء وعدة أشياء مختلفة: كرة صغيرة، حجر، قطعة خشب، ثم ملاحظة ما يطفو وما يغرق، وطرح سؤال: هل الحجم أم المادة هي التي تحدد المصير؟ يمكن استخدام عجينة اللعب لتشكيل أشكال مختلفة ووضعها في الماء؛ ربما تغرق الكرة المصمتة، لكن عندما نحولها إلى قارب مجوف ستطفو، لأننا غيرنا توزيع الكتلة على حجم أكبر. يمكن أيضاً وضع بيضة في كوب ماء ثم إضافة الملح تدريجياً حتى نرى البيضة ترتفع إلى السطح، مما يوضح أن زيادة كثافة السائل تغير قوة الطفو. كل تجربة هي فرصة لتحويل المفاهيم إلى لعب، وللحديث عن أرخميدس الذي خرج من الحمام صارخاً "وجدتها!" عندما اكتشف أن قوة الماء التي دفعته هي نفسها التي ترفع السفن.

عندما يفهم الأطفال أن العالم يتبع قوانين بسيطة لكنها عميقة، سيدركون أن طرح الأسئلة هو بداية رحلة الاكتشاف. وسيتعلمون أن الكثافة ليست رقماً مجرداً، بل سر يحدد مصير السفن والبط المطاطي وحجارة الشاطئ. هذه المقالة تحول فضولهم إلى مغامرة علمية، وتدعوهم إلى مراقبة الأجسام من حولهم بعين الباحث الصغير، ليصبح كل حوض ماء مختبراً وكل سؤال بداية لقصة جديدة.