فضولي الأطفال هي سلسلة للأطفال من جميع الأعمار. إذا كان لديك سؤال تريد أن يجيب عليه خبير ، فأرسله إلى [email protected].
إذا جلس الجميع على الأرض في المحيط ، إلى أي مدى سترتفع الماء؟ – زهكيف وفيكتور
الأسئلة الافتراضية ، مثل ما يمكن أن يحدث إذا ذهب الجميع على وجه الأرض للسباحة في وقت واحد ، ممتعة للتفكير. واستخدام الرياضيات ، يمكنك الاقتراب من إجابة حقيقية. لنبدأ بالنظر في إصدار أصغر من نفس السؤال.
حوض الاستحمام الرياضيات
إذا قمت بملء حوض الاستحمام على طول الطريق إلى الأعلى والقفز ، فأنت تعلم أنك في تنظيف مندي. يتدفق الماء لأن جسمك يدفعه بعيدًا – وهو شيء يسمى النزوح. نظرًا لأن الحوض يحتوي على قاع وجوانب صلبة ، فإن الاتجاه الوحيد الذي يمكن أن يسير فيه الماء لأعلى وللخارج.
مقدار المساحة التي يطلق عليها كائن – في هذه الحالة ، يسمى المجلد. حجم الماء الذي يفيض الحوض يساوي حجم جسمك.
الآن فكر في الموقف الذي يكون فيه حوض الاستحمام ممتلئًا فقط. أثناء القفز ، لا يزال حجم جسمك يدفع الماء لأعلى. يمكنك حساب مقدار ارتفاع مستوى المياه في الحوض مع عدد قليل من معادلات الرياضيات البسيطة.
لنفترض أن حوض الاستحمام هو صندوق مستطيل. يمكنك معرفة مقدار ارتفاع مستوى المياه عندما تجلس في الحوض من خلال النظر في مقدار الحجم الذي تضيفه إلى الحوض وما هو مساحة الحجم التي تنشرها في هذا الحجم. الكمية التي يرتفع مستوى المياه مساوية للحجم المضافة مقسوما على المنطقة.
بالنسبة لحوض الاستحمام الذي يبلغ طوله 5 أقدام وعرضه قدمين ، تبلغ مساحة المنطقة 10 أقدام مربعة.
الآن ، دعنا نتعرف على مستوى الصوت الخاص بك. لتسهيل الرياضيات ، لنفترض أنك ، مثل حوض الاستحمام ، هي أيضًا صندوق مستطيل. دعنا نقول أنك يبلغ طولها حوالي 4 أقدام وعرضها قدمين (من اليسار إلى اليمين) وعمق قدم واحد (من الأمام إلى الخلف). سيكون حجم جسمك 4 أقدام × 2 أقدام × 1 قدم ، أو 8 أقدام مكعبة.
عند الجلوس ، تقوم بإضافة حجم ما يقرب من نصف جسمك إلى الحوض. هذا يعني أن ارتفاع مستوى الماء يساوي حجم نصف جسمك ، مقسومًا على مساحة الحوض. باستخدام التقديرات المذكورة أعلاه ، يؤدي ذلك إلى ارتفاع مستوى المياه من 4 أقدام مكعبة مقسومة على 10 أقدام مربعة ، وهو ما يساوي حوالي 5 بوصات. ستلاحظ بالتأكيد ذلك!
تحجيم
يمكنك التفكير في المحيطات كحوض استحمام عملاق. أكثر من 70 ٪ من سطح الأرض هو المحيط ، مما يمنح حوض الاستحمام هذا حوالي 140 مليون ميل مربع. لمعرفة مقدار ارتفاع المياه ، نحتاج إلى معرفة حجم الأشخاص الذين يجلسون فيه ويقسمونه على منطقة المحيط هذه.
حاليا ، هناك ما يقرب من 8 مليارات شخص على وجه الأرض. يأتي البشر في جميع الأحجام ، من الأطفال الصغار إلى البالغين الكبار. لنفترض أن متوسط الحجم يبلغ طوله 5 أقدام – أكبر قليلاً من طفل – بمتوسط حجم 10 أقدام مكعبة. سيتم غمر نصف جسم كل شخص فقط عند الجلوس ، لذلك لا يضيف سوى 5 أقدام مكعبة إلى مستوى الماء. مع إجمالي 8 مليارات شخص ، يمكنك حساب 5 × 8 مليارات مما يمنح 40 مليار قدم مكعبة ستضاف إلى المحيطات.
ولكن تذكر أن هذا المجلد سوف ينتشر على مساحة واسعة من المحيطات. باستخدام نفس الرياضيات في حوض الاستحمام كما كان من قبل ، نقوم بتقسيم 40 مليار قدم مكعب من الحجم على مساحة 140 مليون ميل مربع من المحيط.
الجواب؟ سيكون الارتفاع الكلي في مستوى سطح البحر حوالي 0.00012 بوصة ، أو أقل من 1/1000 من البوصة. إذا غمر الجميع أنفسهم تمامًا ، فإن هذا من شأنه أن يضاعف الإجابة على 0.00024 بوصة ، والتي لا تزال فقط عن عرض شعر الإنسان.
اتضح أن المحيطات هائلة – والبشر مجرد انخفاض في الدلو.
مرحبا يا أطفال فضوليين! هل لديك سؤال تريد أن يجيب عليه خبير؟ اطلب من شخص بالغ إرسال سؤالك إلى [email protected]. من فضلك قل لنا اسمك وعمرك والمدينة التي تعيش فيها.
وبما أن الفضول ليس له الحد الأقصى للسن – البالغين ، فأخبرنا بما تتساءل أيضًا. لن نتمكن من الإجابة على كل سؤال ، لكننا سنبذل قصارى جهدنا.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة ، وهي مؤسسة إخبارية مستقلة غير ربحية تجلب لك الحقائق والتحليلات الجديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبه: توني وونغ ، معهد روتشستر للتكنولوجيا
اقرأ المزيد:
لا يعمل Tony E. Wong مع الأسهم أو استشارةها أو تلقيها من أي شركة أو مؤسسة ستستفيد من هذه المقالة ، ولم تكشف عن أي انتماءات ذات صلة تتجاوز تعيينها الأكاديمي.