Fisica: la spinta di Archimede

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

La spinta di Archimede o idrostatica rientra nella meccanica dei fluidi. In fisica, questi ultimi sono materiali (liquidi o gas) adattabili al rispettivo contenitore. Pertanto, non hanno forma propria. Per definizione, un corpo immerso in un fluido, viene spinto dal basso verso l'alto. La spinta equivale al peso del liquido o gas spostato. In particolare, i corpi immersi nell'acqua assumono comportamenti differenti. Alcuni galleggiano, mentre altri affondano. Questo fenomeno si spiega con l'intuizione di Archimede di Siracusa, matematico e fisico greco del III secolo a. C. In principio viene largamente discusso nell'opera "Sui corpi galleggianti". Ecco i dettagli e la spiegazione semplificata.

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Occorrente

  • Corpi di vario volume
  • Una bacinella d'acqua
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Immergere parzialmente un solido in un fluido

Per spiegare in modo semplice la spinta di Archimede, immergiamo parzialmente o completamente un solido in un fluido (liquido o gas). L'acqua esercita sul corpo una forza verticale, uguale al peso del liquido. Il concetto si esprime anche così: S = gdV. Nella formula S equivale alla Spinta di Archimede; g è la costante; d la densità del liquido. Infine, V corrisponde al volume del liquido spostato. La legge di Archimede si applica sul volume del solido. Non interferiscono assolutamente la forma, la composizione chimica o il peso. Diversamente, i granelli di polvere non subiscono una spinta e affondano.

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Immergere una barca in acqua

Più grande sarà il volume del corpo, tanto maggiore sarà la spinta diretta verso l'alto. Facciamo qualche altro semplice esempio. Consideriamo una barca. Supponiamo di immergerla in acqua. Lo scafo sposterà una certa quantità di liquido. Il volume è pari a quello della parte immersa. La barca quindi galleggia poiché la forza-peso agisce sullo scafo e viene compensata dalla spinta di Archimede. Si genera quindi un equilibrio. La barca infatti non affonda poiché il suo peso ha la stessa intensità della spinta di Archimede. Se invece il suo peso fosse maggiore, lo scafo affonderebbe senza esitazioni. Tutto è in proporzione.

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Esempio del funzionamento della mongolfiera

Quindi, in base alla spinta di Archimede possiamo giungere a delle conclusioni. Un corpo affonda, galleggia o viene spinto verso l'alto per la sua densità. Come già accennato, la spinta idrostatica vale anche per i gas. Possiamo trarre un pratico esempio dal funzionamento di una mongolfiera. Questo fantastico e panoramico sistema di volo è una conseguenza diretta della pressione idrostatica. In sostanza la spinta di Archimede è il risultato di una proporzione. La pressione di un fluido cresce al crescere della profondità.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Per comprendere più facilmente la spinta di Archmede verificate quanto enunciato con dei pratici esempi
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