এটি পদার্থবিজ্ঞানের একটি খুব মজাদার প্রশ্ন যা আর্কিমিডিসের নীতির সাথে জড়িত। সহজভাবে বলতে গেলে, একটি ছোট লোহার টুকরা ডুবে যায় কারণ এর ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে বেশি। কিন্তু একটি বিশাল লোহার জাহাজ পানিতে ভাসে কারণ এর নকশা এমনভাবে করা হয় যাতে এটি প্রচুর পরিমাণে পানি স্থানচ্যুত করতে পারে।

চলুন, বিষয়টি ধাপে ধাপে জেনে নেই:

ঘনত্ব (Density)

ঘনত্ব হলো কোনো বস্তুর ভর এবং আয়তনের অনুপাত। লোহা পানির চেয়ে অনেক বেশি ঘন। যখন আপনি এক টুকরো লোহা পানিতে রাখেন, তখন সেই লোহার টুকরাটি তার আয়তনের সমপরিমাণ পানিকে সরাতে চেষ্টা করে। কিন্তু লোহার ঘনত্ব বেশি হওয়ায়, তার ওজনের তুলনায় খুব কম পরিমাণ পানি সরে যায়, যা লোহাকে ভাসিয়ে রাখার জন্য যথেষ্ট নয়। তাই এটি ডুবে যায়।

প্লবতা (Buoyancy)

প্লবতা হলো সেই ঊর্ধ্বমুখী শক্তি যা কোনো তরলে নিমজ্জিত বস্তুর ওপর ক্রিয়া করে। আর্কিমিডিসের নীতি অনুসারে, এই প্লবতা বল বস্তুটি দ্বারা স্থানচ্যুত তরলের ওজনের সমান।

জাহাজের ক্ষেত্রে কী ঘটে?

একটি লোহার জাহাজ দেখতে অনেক বড় এবং এতে প্রচুর লোহা ব্যবহার করা হয়। কিন্তু জাহাজের ভেতরের অংশ বেশিরভাগই ফাঁপা থাকে, অর্থাৎ এটি বাতাস দিয়ে পূর্ণ থাকে। এই ফাঁপা নকশার কারণে, জাহাজের গড় ঘনত্ব (লোহা, বাতাস এবং জাহাজের অন্যান্য সামগ্রী মিলিয়ে) পানির ঘনত্বের চেয়ে কম হয়।

যখন একটি জাহাজ পানিতে রাখা হয়, তখন এটি তার বিশাল আয়তনের কারণে প্রচুর পরিমাণে পানিকে স্থানচ্যুত করে। এই স্থানচ্যুত পানির ওজন জাহাজের মোট ওজনের (প্লবতা) চেয়ে বেশি হয়। ফলে, পানির দ্বারা সৃষ্ট ঊর্ধ্বমুখী চাপ জাহাজকে ভাসিয়ে রাখতে সাহায্য করে।

সহজভাবে বললে, এক টুকরো লোহা তার আয়তনের সমপরিমাণ পানিকে সরাতে পারে না যার ওজন লোহার ওজনের সমান। কিন্তু একটি জাহাজ তার ভেতরের ফাঁপা অংশের কারণে তার ওজনের চেয়ে বেশি ওজনের পানিকে স্থানচ্যুত করতে পারে, যা তাকে ভেসে থাকতে সাহায্য করে।