فعالیت ۱-۵ فیزیک دهم\nاگر پرتقالی را درون ظرف محتوی آب بیندازیم، پیش‌بینی کنید چه اتفاقی می‌افتد؟ آزمایش را انجام دهید (شکل الف) و نتیجه‌ی مشاهده‌ی خود را با توجه به \textbf{مفهوم چگالی} توضیح دهید.\nاگر پرتقال را بدون پوست درون ظرف محتوی آب بیندازیم دوباره پیش‌بینی کنید چه اتفاقی می‌افتد؟ آزمایش را مطابق شکل (ب) انجام دهید و نتیجه‌ی مشاهده‌ی خود را با توجه به مفهوم چگالی توضیح دهید.\nدر آزمایش (الف) پرتقال جرم بیشتری دارد و اصطلاحاً سنگین‌تر است. آیا سنگین‌تر بودن یک جسم دلیلی بر فرو رفتن آن در آب است؟ توضیح دهید.
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت ۱-۵ صفحه ۱۷ فیزیک دهم\n\nسلام! این فعالیت، یکی از جالب‌ترین آزمایش‌ها برای درک مفهوم \textbf{چگالی} است و نشان می‌دهد که «سنگین‌تر بودن» (جرم بیشتر) با «فرو رفتن» در مایع (چگالی بیشتر) تفاوت دارد. 😊\n\n---\n\n### ۱. آزمایش با پرتقال پوست\_دار (شکل الف)\n\n* \textbf{پیش\_بینی و مشاهده:} پرتقال با پوست \textbf{روی آب شناور} می‌ماند.\n* \textbf{توضیح بر اساس چگالی:} پوست پرتقال دارای حفره‌ها و کیسه‌های \textbf{هوایی} زیادی است که حجم کلی پرتقال را \textbf{بسیار افزایش} می‌دهند، اما جرم آن را به نسبت افزایش نمی‌دهند. این هوای محبوس شده باعث می‌شود که \textbf{چگالی متوسط} پرتقال (جرم کل تقسیم بر حجم کل) از چگالی آب ($$\text{1 g}/\text{cm}^3$$) \textbf{کمتر} باشد. بنابراین، نیروی شناوری آب بر آن غلبه کرده و شناور می‌ماند.\\
$$\rho_{\text{پرتقال با پوست}} < \rho_{\text{آب}} \implies \text{شناور شدن}$$\n\n---\n\n### ۲. آزمایش با پرتقال بدون پوست (شکل ب)\n\n* \textbf{پیش\_بینی و مشاهده:} پرتقال بدون پوست \textbf{در آب فرو می‌رود}.\n* \textbf{توضیح بر اساس چگالی:} با گرفتن پوست، \textbf{هوای محبوس} از بین می‌رود و حجم پرتقال \textbf{کاهش} می‌یابد. اگرچه بافت داخلی پرتقال هنوز شامل حفره‌های کوچک است، اما کاهش ناگهانی حجم باعث می‌شود که \textbf{چگالی متوسط} پرتقال بدون پوست به طور قابل توجهی \textbf{افزایش} یابد و از چگالی آب \textbf{بیشتر} شود. بنابراین، نیروی وزن بر نیروی شناوری غلبه کرده و پرتقال در آب فرو می‌رود.\\
$$\rho_{\text{پرتقال بدون پوست}} > \rho_{\ ext{آب}} \implies \text{فرو رفتن}$$\n\n---\n\n### ۳. آیا سنگین\_تر بودن دلیلی بر فرو رفتن است؟\n\n\textbf{پاسخ: خیر.} \n\n\textbf{توضیح:} این رایج‌ترین سوءتفاهم در مورد شناوری است. در آزمایش الف، پرتقال با پوست (سنگین‌تر) شناور است، در حالی که پرتقال بدون پوست (سبک‌تر) فرو می‌رود. این نشان می‌دهد که صرفاً \textbf{جرم} یا «سنگینی» یک جسم، عامل فرو رفتن یا شناور ماندن نیست.\n\n* \textbf{عامل تعیین کننده} برای فرو رفتن یا شناور ماندن، \textbf{چگالی} است، نه جرم.\n* \textbf{چگالی ($$\rho$$):} نسبت جرم به حجم $ (\rho = \frac{m}{V}) $. این معیار نشان می‌دهد که \textbf{چقدر ماده در واحد حجم فشرده شده است.}\n\n\textbf{نتیجه این است:} هر جسمی که چگالی آن \textbf{کمتر} از چگالی مایع باشد، شناور می‌ماند و هر جسمی که چگالی آن \textbf{بیشتر} از چگالی مایع باشد، فرو می‌رود، \textbf{صرف نظر از جرم کلی آن}.
