[كتاب بلا عنوان]

علم الطفو بتفسير الامام علي عليه السلام


مآثر الإمام علي عليه السلام في حل بعض المسائل الفيزيائية والفلكية:
(1) جيء إلى علي عليه السلام برجل قد حلف أن يزن الفيل، فقال عليه السلام: لم تحلفون على ما لا تطيقون، فقال الرجل: قد ابتليت.
فأمر علي عليه السلام بقرفور (أي سفينة طويلة) فيها قصب. فأخرج منه قصب كثير: ثم علم صبغ الماء، بعدما عرف صبغ الماء قبل إخراج القصب، ثم صيّر فيه الفيل حتى رجع إلى مقداره الذي كان انتهى إليه صبغ الماء أولا، ثم أمر بوزن القصب الذي أخرج فلما وزنه قال هذا وزن الفيل.
توضيح الحل: معلوم في الفيزياء، أنه إذا غُمر جسم في سائل، فإنه يخسر من وزنه مقدار وزن حجم السائل الذي حل محله الجسم المغمور (قاعدة أرخميدس)، ذلك لأن الجسم المغمور يكون تحت ضغطين متعامدين من ذلك السائل، أحدهما من الأسفل إلى الأعلى يعادل عموداً من ذلك السائل طوله من سطح السائل إلى نهاية الجسم المغمور، والآخر من الأعلى إلى الأسفل، يعادل عموداً من السائل طوله من سطح السائل إلى سطح الجسم المغمور، فلو طرح الضغط الثاني (قوة الدفع من الأعلى إلى الأسفل) من الضغط الأول (قوة الدفع من الأسفل إلى الأعلى) لحصلنا على مقدار من القوة الدافعة من الأسفل إلى الأعلى يعادل مقداراً من السائل بحجم الجسم المغمور.
فلو فرضنا وزن الجسم المغمور = س
ووزن السائل الذي بحجمه = ص لظهر هنا ثلاث حالات:
(1) س < ص أي يكون وزن الجسم أكبر من وزن السائل بحجمه أي أن س – ص < صفر ، فينزل الجسم إلى قعر السائل ويستقر في القعر.
(2) س = ص ، أي يكون وزن الجسم مساوياً لوزن سائل بحجمه فالجسم ينغمر في السائل ويكون سابحا في وسطه ولا يستقر في القعر.
(3) س > ص ، أي أن س – ص > صفر ، أي أن وزن الجسم يكون أقل من وزن سائل بحجمه، عند ذاك يطفو الجسم على السائل (أو الماء) ولا ينغمر كله في السائل بل يزيح هذا الجسم من ذلك السائل مقداراً يعادل وزنه. أي أن مقدار الماء المزاج (أو السائل) يعادل وزن الجسم الطافي.
إذن، إن السفينة الواردة في المسألة تزيح من الماء بقدر وزنها (بما فيها القصب)، وقد وضعوا علامة على جانب السفينة حيث بلغ الماء ( وهذا ما يسمى بصبغ الماء).
لنفترض أن وزن السفينة في البداية = س ، فوزن الماء المزاح = س أيضاً. ولنفترض أنا قد أخرجنا منها أولا مقداراً من القصب = ص. فقد أصبح الوزن الجديد للسفينة = س – ص .
و وزن الماء المزاح حديثاً = س – ص أيضاً.
فإذا نزلت السفينة في الماء هذه المرة، أقل من المرة الأولى، ثم نضع الفيل في السفينة فتثقل السفينة وتنزل مقداراً في الماء، ونفترض أن وزن الفيل = و.
إذن يكون وزن السفينة = س – ص + و . ثم نضع مقداراً من القصب في السفينة حتى تنزل في الماء إلى العلامة الأولى ونرمز عن هذا المقدار من القصب بحرف ب. فيكون وزن السفينة = س – ص + و + ب
وبما أنه قد نزلت السفينة إلى حد العلامة الأولى فوزنها ساوى وزنها الأصلي = س.
إذن : س – ص + و + ب = س
وبعد حذف (س) من طرفي المعادلة، ونقل (ص) إلى الطرف الآخر (مع تغيير إشارته لمن درسوا هذا في الرياضيات) نحصل على:
ص = و + ب
أو
و = ص – ب .
أي أن وزن الفيل (و) يساوي وزن ما أُخرج من القصب أولاً ناقصاً منه ما وُضع في السفينة من القصب ثانياً.
ويظهر مما ورد في السؤال أنهم لم يخرجوا في البداية كثيراً من القصب، بل أنهم بعد أن أخرجوا قليلاً من القصب وضعوا الفيل في السفينة فثقُلت السفينة ونزلت أكثر مما نزلت في البداية، ثم أخرجوا مقداراً آخر من القصب حتى ارتفعت و وصلت إلى العلامة الأولى، عند ذاك وزنوا القصب فكان وزنه معادلاً لوزن الفيل.
ولو فرضنا أن ما أُرج من القصب أولاً وثانياً = ص
و وزن الفيل = و
إذن: س – ص + و = س
أو: ص = س .. وهو المطلوب.