ارشمیدس کا اصول

ارشمیدس کا اصول#

ارشمیدس کا اصول بیان کرتا ہے کہ کسی سیال میں مکمل یا جزوی طور پر ڈوبے ہوئے جسم پر لگنے والی اوپر کی طرف اٹھانے والی بویئنٹ قوت (buoyant force) اس سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے جسے جسم ہٹاتا (displace) ہے۔ یہ اصول سیال میکینکس میں بنیادی اہمیت کا حامل ہے اور مختلف شعبوں میں اس کے بے شمار اطلاقات ہیں۔

جب کسی شے کو سیال میں رکھا جاتا ہے، تو وہ شے کے اوپر اور نیچے کی سطحوں کے درمیان دباؤ کے فرق کی وجہ سے اوپر کی طرف ایک قوت محسوس کرتی ہے۔ دباؤ میں یہ فرق ایک خالص اوپر کی طرف قوت پیدا کرتا ہے جسے بویئنسی (buoyancy) کہتے ہیں۔ بویئنٹ قوت کی مقدار اس سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے جسے شے ہٹاتی ہے۔

ارشمیدس کا اصول شے کی شکل، کثافت (density)، یا وزن سے آزاد ہے۔ یہ مکمل طور پر ڈوبی ہوئی اور جزوی طور پر ڈوبی ہوئی دونوں طرح کی اشیاء پر لاگو ہوتا ہے۔ تیرتی ہوئی اشیاء کے لیے، بویئنٹ قوت شے کے وزن کے برابر ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں توازن (equilibrium) کی حالت پیدا ہوتی ہے۔

اس اصول کے عملی اطلاقات اشیاء کی کثافت معلوم کرنے، جہازوں اور آبدوزوں (submarines) کی ڈیزائننگ، اور سیال حرکیات (fluid dynamics) کو سمجھنے میں ہوتے ہیں۔ یہ اس بات کی بھی وضاحت کرتا ہے کہ پانی یا دیگر سیالات میں ڈوبی ہوئی اشیاء ہلکی کیوں محسوس ہوتی ہیں۔

ارشمیدس کے اصول کی وضاحت

ارشمیدس کا اصول بیان کرتا ہے کہ جب کوئی شے کسی سیال میں ڈوبی ہوتی ہے، تو وہ ایک اوپر کی طرف بویئنٹ قوت محسوس کرتی ہے جو اس سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے جسے شے ہٹاتی ہے۔ یہ اصول سیالوں میں اشیاء کے رویے کو سمجھنے کے لیے بنیادی ہے اور مختلف شعبوں میں اس کے بے شمار اطلاقات ہیں۔

ایک بے ترتیب شکل کی شے پر غور کریں جو پانی جیسے سیال میں ڈوبی ہوئی ہے۔ سیال شے کی سطح پر دباؤ ڈالتا ہے، جو گہرائی کے ساتھ بدلتا ہے۔ شے کے نیچے کا دباؤ اوپر کے مقابلے میں زیادہ ہوتا ہے۔ دباؤ میں یہ فرق ایک خالص اوپر کی طرف قوت پیدا کرتا ہے جسے بویئنٹ قوت کہتے ہیں۔

بویئنٹ قوت کی مقدار اس سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے جسے شے ہٹاتی ہے۔ اسے شے کو سیال کے برابر حجم سے بدل کر سمجھا جا سکتا ہے۔ ہٹائے گئے سیال کا وزن شے پر عمل کرنے والی بویئنٹ قوت کے برابر ہوتا ہے۔

مثالیں:

1. تیرتی ہوئی اشیاء: جو اشیاء ان کے ڈوبے ہوئے سیال سے کم کثیف ہوتی ہیں، وہ اپنے وزن سے زیادہ بویئنٹ قوت محسوس کریں گی، جس کی وجہ سے وہ تیرتی ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک کشتی پانی پر اس لیے تیرتی ہے کیونکہ کشتی کی اوسط کثافت پانی کی کثافت سے کم ہوتی ہے۔

2. آبدوزیں (Submarines): آبدوزیں اپنے بیلاسٹ ٹینکوں (ballast tanks) میں پانی کی مقدار کو ایڈجسٹ کر کے اپنی بویئنسی کو کنٹرول کر سکتی ہیں۔ جب وہ ڈوبنا چاہتی ہیں، تو پانی لے کر اپنی کثافت بڑھا لیتی ہیں، جو بویئنٹ قوت کو کم کر دیتی ہے اور انہیں ڈوبنے دیتی ہے۔ سطح پر واپس آنے کے لیے، وہ پانی باہر نکال دیتی ہیں، جس سے ان کی کثافت کم ہو جاتی ہے اور بویئنٹ قوت بڑھ جاتی ہے۔

3. ہائیڈرومیٹر (Hydrometers): ہائیڈرومیٹر وہ آلات ہیں جو مائعات کی کثافت ناپنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ یہ ارشمیدس کے اصول پر کام کرتے ہیں۔ ایک ہائیڈرومیٹر مائع میں تیرتا ہے، اور جس گہرائی تک یہ ڈوبتا ہے وہ مائع کی کثافت کے الٹ متناسب (inversely proportional) ہوتا ہے۔

4. گرم ہوا کے غبارے (Hot Air Balloons): گرم ہوا کے غبارے اس لیے اٹھتے ہیں کیونکہ غبارے کے اندر کی گرم ہوا باہر کی ٹھنڈی ہوا سے کم کثیف ہوتی ہے۔ غبارے پر عمل کرنے والی بویئنٹ قوت اس کے وزن سے زیادہ ہوتی ہے، جس کی وجہ سے یہ اوپر اٹھتا ہے۔

5. سکوبا ڈائیونگ (Scuba Diving): سکوبا ڈائیورز پانی کے اندر اپنی بویئنسی کو کنٹرول کرنے کے لیے بویئنسی کمپینسیٹرز (BCs) پہنتے ہیں۔ BC میں ہوا شامل کر کے یا نکال کر، ڈائیورز اپنی کثافت کو ایڈجسٹ کر سکتے ہیں اور غیر جانبدار بویئنسی (neutral buoyancy) حاصل کر سکتے ہیں، جس سے وہ بغیر ڈوبے یا تیزی سے تیرے مطلوبہ گہرائی پر معلق رہ سکتے ہیں۔

6. ماہی گیری کے فلوٹ (Fishing Floats):

   • ماہی گیری کے فلوٹ ماہی گیری کی لکیریں اور چارے پانی میں معلق رکھنے کے لیے ڈیزائن کیے جاتے ہیں۔ یہ ارشمیدس کے اصول پر کام کرتے ہیں۔ یہ کم کثافت والے مواد جیسے کورک یا پلاسٹک سے بنے ہوتے ہیں، جو پانی کا ایک خاصا حجم ہٹاتے ہیں، جس سے انہیں تیرنے کے لیے کافی بویئنٹ قوت پیدا ہوتی ہے۔

7. برفانی تودے (Icebergs):

   • برفانی تودے پانی پر اس لیے تیرتے ہیں کیونکہ برف مائع پانی سے کم کثیف ہوتی ہے۔ پانی کی طرف سے ڈالی جانے والی بویئنٹ قوت برفانی تودے کو تیراتی ہے، جس کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ پانی کی سطح کے اوپر نظر آتا ہے۔

8. پارے کے بیرومیٹر (Mercury Barometers):

   • پارے کے بیرومیٹر بویئنسی کے اصول کا استعمال کرتے ہوئے فضائی دباؤ ناپتے ہیں۔ بیرومیٹر میں پارے کے کالم کی اونچائی ہوا کے وزن سے طے ہوتی ہے جو پارے کی سطح پر دباؤ ڈالتی ہے، اور یہ ہوا کی طرف سے پارے پر ڈالی جانے والی بویئنٹ قوت سے متوازن ہوتی ہے۔

خلاصہ یہ کہ، ارشمیدس کا اصول سیالوں میں ڈوبی ہوئی اشیاء پر محسوس ہونے والی اوپر کی طرف بویئنٹ قوت کی وضاحت کرتا ہے۔ اس اصول کے جہاز سازی، آبدوز ڈیزائن، کثافت کی پیمائش، اور سکوبا ڈائیونگ سمیت مختلف شعبوں میں عملی اطلاقات ہیں۔

ارشمیدس کے اصول کا فارمولا#

ارشمیدس کا اصول بیان کرتا ہے کہ کسی سیال میں مکمل یا جزوی طور پر ڈوبے ہوئے جسم پر لگنے والی اوپر کی طرف اٹھانے والی بویئنٹ قوت اس سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے جسے جسم ہٹاتا ہے۔ یہ اصول بویئنسی اور تیرنے کو سمجھنے کے لیے بنیادی ہے۔

ارشمیدس کے اصول کا فارمولا یہ دیا جاتا ہے:

$$F_b = \rho g V$$

جہاں:

• $F_b$ نیوٹن (N) میں بویئنٹ قوت ہے۔
• $\rho$ کلوگرام فی کیوبک میٹر (kg/m³) میں سیال کی کثافت ہے۔
• $g$ کشش ثقل کی وجہ سے پیدا ہونے والی تیز رفتاری (acceleration due to gravity) ہے $(\approx 9.8 m/s²)$
• $V$ کیوبک میٹر (m³) میں جسم کے ذریعے ہٹائے گئے سیال کا حجم ہے۔

ارشمیدس کے اصول کے فارمولے کو سمجھنے کے لیے درج ذیل مثال پر غور کریں:

• لکڑی کے ایک ٹھوس بلاک کا حجم 0.01 کیوبک میٹر (m³) ہے، اسے پانی سے بھرے کنٹینر میں رکھا جاتا ہے۔ پانی کی کثافت تقریباً 1000 kg/m³ ہے۔

• لکڑی کے بلاک پر عمل کرنے والی بویئنٹ قوت یہ ہے:

$$F_b = \rho g V = (1000 kg/m³)\times (9.8 m/s²)\times (0.01 m³) = 98 N$$

اس کا مطلب ہے کہ پانی لکڑی کے بلاک پر 98 N کی اوپر کی طرف قوت ڈالتا ہے، جو بلاک کے ذریعے ہٹائے گئے پانی کے وزن کے برابر ہے۔

ارشمیدس کے اصول کی اخذ (Derivation)#

ارشمیدس کا اصول بیان کرتا ہے کہ سیال میں ڈوبی ہوئی شے پر لگنے والی بویئنٹ قوت شے کے ذریعے ہٹائے گئے سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے۔ اس اصول کو درج ذیل مراحل کے ذریعے اخذ کیا جا سکتا ہے:

1. ایک یکساں کثافت $ρ$ والے سیال پر غور کریں جو ساکن ہے۔
2. حجم $ΔV$ کی ایک چھوٹی سی شے کا تصور کریں جو سیال میں ڈوبی ہوئی ہے۔
3. شے کے اوپر کا دباؤ $P_1$ ہے، اور شے کے نیچے کا دباؤ $P_2$ ہے۔
4. شے کے اوپر اور نیچے کے دباؤ میں فرق $ΔP = P_2 - P_1$ ہے۔
5. شے پر بویئنٹ قوت دباؤ کے فرق اور شے کے رقبے (area) کے حاصل ضرب کے برابر ہوتی ہے، یا $F_B = ΔP \times A$۔
6. شے کے ذریعے ہٹائے گئے سیال کا وزن سیال کی کثافت اور شے کے حجم کے حاصل ضرب کے برابر ہوتا ہے، یا $W = ρ \times ΔV$۔
7. بویئنٹ قوت کو ہٹائے گئے سیال کے وزن کے برابر رکھتے ہوئے، ہمیں $F_B = W$، یا $ΔP \times A = ρ ΔV$ ملتا ہے۔
8. مساوات کے دونوں اطراف کو $ΔV$ سے تقسیم کرتے ہوئے، ہمیں $\frac{ΔP}{ΔV} = ρ$ ملتا ہے۔
9. $ΔV$ کے صفر کے قریب پہنچنے کی حد (limit) لیتے ہوئے، ہمیں $\frac{dP}{dV} = ρ$ ملتا ہے۔
10. یہ مساوات بیان کرتی ہے کہ سیال میں دباؤ کا گرادیان (pressure gradient) سیال کی کثافت کے برابر ہوتا ہے۔

مثال:

لکڑی کے ایک بلاک کا حجم 100 cm3 ہے جو پانی میں ڈوبا ہوا ہے۔ پانی کی کثافت 1 g/cm3 ہے۔ لکڑی کے بلاک پر بویئنٹ قوت کتنی ہے؟

لکڑی کے بلاک پر بویئنٹ قوت بلاک کے ذریعے ہٹائے گئے پانی کے وزن کے برابر ہے۔ ہٹائے گئے پانی کا وزن پانی کی کثافت اور لکڑی کے بلاک کے حجم کے حاصل ضرب کے برابر ہے، یا $$W = ρ ΔV = 1 g/cm^3 \times 100 cm^3 = 100 g$$

لہذا، لکڑی کے بلاک پر بویئنٹ قوت 100 g ہے۔

ارشمیدس کے اصول کا تجربہ#

ارشمیدس کا اصول بیان کرتا ہے کہ سیال میں ڈوبی ہوئی شے پر لگنے والی بویئنٹ قوت شے کے ذریعے ہٹائے گئے سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے۔ اس اصول کو ایک سادہ تجربے کے ذریعے ثابت کیا جا سکتا ہے۔

مواد:

• ایک گریجویٹڈ سلنڈر (graduated cylinder)
• پانی
• ایک چھوٹی سی شے جو پانی میں ڈوب جائے (مثلاً، دھات کی ایک واشر)
• ایک دھاگہ
• ایک ترازو (scale)

طریقہ کار:

1. گریجویٹڈ سلنڈر کو پانی سے ایک خاص سطح تک بھریں۔
2. دھاگے کو شے سے باندھیں اور اسے گریجویٹڈ سلنڈر میں اس وقت تک نیچے کریں جب تک کہ یہ مکمل طور پر ڈوب نہ جائے۔
3. گریجویٹڈ سلنڈر میں پانی کی سطح کا مشاہدہ کریں۔
4. شے کو گریجویٹڈ سلنڈر سے نکالیں اور اس کا وزن کریں۔
5. شے کے ذریعے ہٹائے گئے پانی کا وزن معلوم کریں۔ اس کے لیے ابتدائی پانی کی سطح کو حتمی پانی کی سطح سے منہا کریں اور فرق کو پانی کی کثافت (1 g/mL) سے ضرب دیں۔

مشاہدات:

جب شے پانی میں ڈوبی ہوتی ہے، تو گریجویٹڈ سلنڈر میں پانی کی سطح بلند ہو جاتی ہے۔ یہ اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ شے پانی ہٹا رہی ہے۔

شے کے ذریعے ہٹائے گئے پانی کا وزن شے کے وزن کے برابر ہوتا ہے۔ یہ ارشمیدس کے اصول کو ثابت کرتا ہے۔

اطلاقات:

ارشمیدس کے اصول کے روزمرہ زندگی میں بہت سے اطلاقات ہیں۔ مثال کے طور پر، یہ جہازوں، آبدوزوں، اور دیگر آبی گاڑیوں کی ڈیزائننگ میں استعمال ہوتا ہے۔ یہ اشیاء کی کثافت ناپنے کے لیے بھی استعمال ہوتا ہے۔

مثال:

ایک جہاز پانی پر اس لیے تیرتا ہے کیونکہ پانی کی بویئنٹ قوت جہاز کے وزن سے زیادہ ہوتی ہے۔ جہاز پانی کا ایک بڑا حجم ہٹاتا ہے، جس سے ایک بڑی بویئنٹ قوت پیدا ہوتی ہے۔ یہ بویئنٹ قوت جہاز کے وزن سے زیادہ ہوتی ہے، اس لیے جہاز تیرتا ہے۔

ارشمیدس کے اصول کے اطلاقات#

ارشمیدس کے اصول کے مختلف شعبوں میں بے شمار اطلاقات ہیں، بشمول:

1. بویئنسی اور تیرنا:

• جہاز اور آبدوزیں: ارشمیدس کا اصول وضاحت کرتا ہے کہ جہاز پانی پر کیوں تیرتے ہیں۔ جہاز پر عمل کرنے والی بویئنٹ قوت جہاز کے ڈوبے ہوئے حصے کے ذریعے ہٹائے گئے پانی کے وزن کے برابر ہوتی ہے۔ یہ جہازوں کو تیرنے کی اجازت دیتا ہے حالانکہ وہ پانی سے کہیں زیادہ کثیف ہوتے ہیں۔
• ہائیڈرومیٹر: یہ آلات مائعات کی مخصوص کشش ثقل (specific gravity) ناپنے کے لیے اس گہرائی کو معلوم کرتے ہیں جس تک وہ مائع میں ڈوبتے ہیں۔ مائع جتنا زیادہ کثیف ہوگا، ہائیڈرومیٹر اتنا ہی کم ڈوبے گا۔

2. سیال میکینکس اور انجینئرنگ:

• بند اور تالے (Dams and locks): ارشمیدس کا اصول بند اور تالے ڈیزائن کرنے میں اہم ہے۔ بند پانی کی بڑی مقدار کو روکتے ہیں، اور بند کی ساخت پر عمل کرنے والی بویئنٹ قوت پر غور کرنا ضروری ہے تاکہ اس کی استحکام کو یقینی بنایا جا سکے۔ تالے جہازوں کو مختلف بلندیوں پر پانی کے اجسام کے درمیان سفر کرنے دیتے ہیں۔ وہ دروازوں کا استعمال کرتے ہوئے پانی کی سطح اور جہازوں پر عمل کرنے والی بویئنٹ قوت کو کنٹرول کرتے ہیں۔
• سیال بہاؤ کی پیمائش: ارشمیدس کے اصول کا استعمال روٹامیٹرز (rotameters) اور ٹربائن فلومیٹرز (turbine flowmeters) جیسے آلات میں سیال کے بہاؤ کی شرح ناپنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ یہ آلات سیال کی دھار کے اندر گھومنے والے عنصر یا امپیلر (impeller) پر ڈالی جانے والی بویئنٹ قوت معلوم کرنے کے لیے اس اصول کو استعمال کرتے ہیں۔

3. میرین انجینئرنگ اور سمندریات (Oceanography):

• آبدوزیں: آبدوزیں اپنی بویئنسی کو کنٹرول کر کے ڈوب اور سطح پر آ سکتی ہیں۔ اپنے بیلاسٹ ٹینکوں میں پانی کی مقدار کو ایڈجسٹ کر کے، آبدوزیں اپنی مجموعی کثافت کو تبدیل کر سکتی ہیں اور غیر جانبدار بویئنسی حاصل کر سکتی ہیں، جس سے وہ پانی کے اندر معلق رہ سکتی ہیں۔
• سمندری بچاؤ (Marine salvage): ارشمیدس کا اصول ڈوبے ہوئے جہازوں اور دیگر اشیاء کو پانی سے اٹھانے میں استعمال ہوتا ہے۔ ڈوبی ہوئی شے سے بویئنٹ ڈیوائسز یا پونٹونز (pontoons) منسلک کر کے، نظام کی مجموعی کثافت کم کی جاتی ہے، جس سے بویئنٹ قوت بڑھ جاتی ہے اور شے کی بازیابی میں آسانی ہوتی ہے۔

4. ایرو اسپیس انجینئرنگ:

• گرم ہوا کے غبارے: ارشمیدس کا اصول وضاحت کرتا ہے کہ گرم ہوا کے غبارے کیوں اٹھتے ہیں۔ غبارے کے اندر کی گرم ہوا ارد گرد کی ٹھنڈی ہوا سے کم کثیف ہوتی ہے، جس سے بویئنٹ قوتوں میں فرق پیدا ہوتا ہے جو غبارے کو اوپر اٹھنے کا سبب بنتا ہے۔

5. طبی اطلاقات:

• ہائیڈرومیٹری: ارشمیدس کے اصول کا استعمال ہائیڈرومیٹر جیسے طبی آلات میں پیشاب کی مخصوص کشش ثقل ناپنے کے لیے کیا جاتا ہے، جو کچھ طبی حالات کی نشاندہی کر سکتا ہے۔

6. ارضیاتی اطلاقات:

• چٹان کی کثافت کی پیمائش: ارشمیدس کے اصول کا استعمال چٹان کے نمونوں کی کثافت معلوم کرنے میں کیا جاتا ہے۔ ہوا میں اور پھر پانی میں ڈوبے ہوئے چٹان کے نمونے کا وزن ناپ کر، بویئنٹ قوت کا حساب لگایا جا سکتا ہے، جس سے چٹان کی کثافت کا تعین ممکن ہوتا ہے۔

یہ مثالیں ارشمیدس کے اصول کے مختلف شعبوں میں وسیع پیمانے پر اطلاقات کو واضح کرتی ہیں، انجینئرنگ اور طبیعیات سے لے کر سمندری سائنس اور طب تک۔ اس اصول کو سمجھنا اور استعمال کرنا انسانوں کو ایسی ٹیکنالوجیز ڈیزائن اور تیار کرنے کے قابل بناتا ہے جو عملی مقاصد کے لیے بویئنسی اور سیال میکینکس کی طاقت کو بروئے کار لاتی ہیں۔

آبدوز (Submarine):#

ایک آبدوز ایک انسان ساختہ زیر آب جہاز ہے جو پانی کی سطح کے نیچے کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ آبدوزیں مختلف مقاصد کے لیے استعمال ہوتی ہیں، بشمول فوجی آپریشنز، سائنسی تحقیق، اور تجارتی سرگرمیاں۔

آبدوزوں کی تاریخ

پہلی آبدوزیں 17ویں صدی میں تیار کی گئیں، لیکن 19ویں صدی تک ان کا وسیع پیمانے پر استعمال نہیں ہوا۔ امریکی خانہ جنگی کے دوران، کنفیڈریٹ نیوی نے یونین کے جہازوں پر حملہ کرنے کے لیے آبدوزیں استعمال کیں۔ پہلی جنگ عظیم میں، دونوں اطراف نے دشمن کے جہازوں کو ڈبونے اور سپلائی لائنز میں خلل ڈالنے کے لیے آبدوزیں استعمال کیں۔ دوسری جنگ عظیم میں، آبدوزوں نے بحر اوقیانوس کی جنگ میں اہم کردار ادا کیا، جہاں جرمن یو-بوٹس (U-boats) نے ہزاروں اتحادی جہاز ڈبو دیے۔

آبدوزوں کی اقسام

بہت سے مختلف قسم کی آبدوزیں ہیں، ہر ایک ایک مخصوص مقصد کے لیے ڈیزائن کی گئی ہے۔ آبدوزوں کی کچھ عام اقسام میں شامل ہیں:

• حملہ آور آبدوزیں (Attack submarines) دشمن کے جہازوں اور آبدوزوں کو ڈبونے کے لیے ڈیزائن کی جاتی ہیں۔ یہ عام طور پر ٹارپیڈوز اور میزائلز سے لیس ہوتی ہیں۔
• بیلسٹک میزائل آبدوزیں (Ballistic missile submarines) زیر آب جوہری میزائل داغنے کے لیے ڈیزائن کی جاتی ہیں۔ یہ عام طور پر بین البراعظمی بیلسٹک میزائلز (ICBMs) سے لیس ہوتی ہیں۔
• کروز میزائل آبدوزیں (Cruise missile submarines) زیر آب کروز میزائل داغنے کے لیے ڈیزائن کی جاتی ہیں۔ یہ عام طور پر ٹوماہاک کروز میزائلز سے لیس ہوتی ہیں۔
• تحقیقی آبدوزیں (Research submarines) سائنسی تحقیق کے لیے ڈیزائن کی جاتی ہیں۔ یہ عام طور پر مختلف سینسرز اور کیمروں سے لیس ہوتی ہیں۔
• تجارتی آبدوزیں (Commercial submarines) مختلف تجارتی سرگرمیوں کے لیے استعمال ہوتی ہیں، جیسے تیل کی تلاش اور بچاؤ کے آپریشنز۔

آبدوزیں کیسے کام کرتی ہیں؟

آبدوزیں اپنی بویئنسی کو کنٹرول کر کے ڈوب اور سطح پر آ سکتی ہیں۔ بویئنسی پانی کی طرف سے کسی شے پر ڈالی جانے والی اوپر کی طرف قوت ہے جو جزوی یا مکمل طور پر ڈوبی ہوئی شے کے وزن کی مخالفت کرتی ہے۔ جب ایک آبدوز ڈوبی ہوتی ہے، تو یہ اپنے ارد گرد کے پانی سے کم کثیف ہوتی ہے، اس لیے یہ تیرتی ہے۔ جب ایک آبدوز سطح پر آتی ہے، تو یہ اپنے ارد گرد کے پانی سے زیادہ کثیف ہوتی ہے، اس لیے یہ ڈوب جاتی ہے۔

آبدوزیں بیلاسٹ ٹینکوں کا استعمال کر کے اپنی بویئنسی کو کنٹرول کرتی ہیں۔ بیلاسٹ ٹینک وہ خانے ہیں جنہیں پانی یا ہوا سے بھرا جا سکتا ہے۔ جب ایک آبدوز ڈوبنا چاہتی ہے، تو وہ اپنے بیلاسٹ ٹینکوں کو پانی سے بھر لیتی ہے۔ یہ آبدوز کو اپنے ارد گرد کے پانی سے زیادہ کثیف بنا دیتا ہے، اس لیے یہ ڈوب جاتی ہے۔ جب ایک آبدوز سطح پر آنا چاہتی ہے، تو وہ اپنے بیلاسٹ ٹینکوں سے پانی باہر پمپ کر دیتی ہے۔ یہ آبدوز کو اپنے ارد گرد کے پانی سے کم کثیف بنا دیتا ہے، اس لیے یہ تیرتی ہے۔

آبدوزیں پانی میں حرکت کرنے کے لیے پروپیلرز (propellers) بھی استعمال کرتی ہیں۔ پروپیلرز وہ پنکھڑیاں ہیں جو گھوم کر دھکیل (thrust) پیدا کرتی ہیں۔ جب ایک آبدوز آگے بڑھنا چاہتی ہے، تو وہ اپنے پروپیلرز گھماتی ہے۔ یہ دھکیل پیدا کرتا ہے جو آبدوز کو پانی میں دھکیلتا ہے۔

آبدوز کی حفاظت

آبدوزیں پیچیدہ مشینیں ہیں جن کا آپریشن خطرناک ہو سکتا ہے۔ آبدوزوں میں کئی حفاظتی خصوصیات بنائی جاتی ہیں تاکہ حادثات کو روکنے میں مدد مل سکے۔ کچھ عام حفاظتی خصوصیات میں شامل ہیں:

• ہنگامی فرار ہیچز (Emergency escape hatches) عملے کو ہنگامی صورت حال میں آبدوز سے فرار ہونے کی اجازت دیتے ہیں۔
• آگ بجھانے کے نظام (Fire suppression systems) آبدوز پر لگنے والی آگ کو بجھانے میں مدد کرتے ہیں۔
• آکسیجن جنریٹرز (Oxygen generators) عملے کو سانس لینے کے لیے آکسیجن فراہم کرتے ہیں۔
• کاربن ڈائی آکسائیڈ سکربرز (Carbon dioxide scrubbers) آبدوز پر موجود ہوا سے کاربن ڈائی آکسائیڈ کو ہٹاتے ہیں۔

مستقبل میں آبدوزیں

آبدوزیں جدید فوجی اور سائنسی برادریوں کا ایک اہم حصہ ہیں۔ یہ امکان ہے کہ یہ آنے والے کئی سالوں تک ان شعبوں میں اہم کردار ادا کرتی رہیں گی۔ جیسے جیسے ٹیکنالوجی ترقی کرے گی، آبدوزیں اور بھی زیادہ قابل اور ہمہ گیر ہو جائیں گی۔

گرم ہوا کا غبارہ (Hot-air balloon):#

گرم ہوا کا غبارہ ہوا سے ہلکا ہوائی جہاز ہے جو لفٹ (lift) پیدا کرنے کے لیے گرم ہوا کا استعمال کرتا ہے۔ غبارہ ہلکے وزن کے کپڑے کے لفافے (envelope) سے بنا ہوتا ہے جو برنر (burner) سے گرم ہوا سے بھرا ہوتا ہے۔ گرم ہوا اوپر اٹھتی ہے، غبارے کو آسمان میں لے جاتی ہے۔

گرم ہوا کے غبارے صدیوں سے استعمال ہو رہے ہیں، اور آج بھی یہ نقل و حمل اور تفریح کا ایک مقبول ذریعہ ہیں۔ یہ عام طور پر سیر و سیاحت کے لیے استعمال ہوتے ہیں، اور انہیں ریسنگ اور دیگر مقابلہ جات کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

گرم ہوا کے غبارے کیسے کام کرتے ہیں؟

گرم ہوا کے غبارے بویئنسی کے اصول پر کام کرتے ہیں۔ بویئنسی سیال کی طرف سے ڈالی جانے والی اوپر کی طرف قوت ہے جو جزوی یا مکمل طور پر ڈوبی ہوئی شے کے وزن کی مخالفت کرتی ہے۔ گرم ہوا کے غبارے کے معاملے میں، سیال ہوا ہے۔

غبارے کے اندر کی گرم ہوا غبارے کے باہر کی ٹھنڈی ہوا سے کم کثیف ہوتی ہے۔ کثافت میں یہ فرق ایک بویئنٹ قوت پیدا کرتا ہے جو غبارے کو آسمان میں دھکیلتی ہے۔ کثافت میں فرق جتنا زیادہ ہوگا، بویئنٹ قوت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

گرم ہوا کے غبارے کے مختلف حصے کیا ہیں؟

گرم ہوا کے غبارے کے اہم حصے ہیں:

• لفافہ (Envelope): لفافہ غبارے کا مرکزی جسم ہے۔ یہ ہلکے وزن کے کپڑے سے بنا ہوتا ہے جو ہوا بند اور حرارت سے مزاحم ہوتا ہے۔
• برنر (Burner): برنر غبارے کے اندر کی ہوا کو گرم کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ عام طور پر غبارے کے نیچے واقع ہوتا ہے۔
• ٹوکری (Basket): ٹوکری وہ جگہ ہے جہاں غبارے کے مسافر اور پائلٹ سوار ہوتے ہیں۔ یہ عام طور پر بید (wicker) یا رتن (rattan) سے بنی ہوتی ہے۔
• رگنگ (Rigging): رگنگ رسیوں اور پلے (pulleys) کا نظام ہے جو غبارے کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

گرم ہوا کے غبارے کیسے اڑایا جاتا ہے؟

گرم ہوا کے غبارے کو اڑانے کے لیے، پائلٹ برنر کا استعمال کرتے ہوئے غبارے کے اندر کی ہوا کو گرم کرتا ہے۔ اس کی وجہ سے غبارہ اوپر اٹھتا ہے۔ پائلٹ رگنگ کا استعمال کرتے ہوئے غبارے کی سمت کو کنٹرول کر سکتا ہے۔

گرم ہوا کے غبار