Perché le navi non affondano per il peso?

Un mistero della fisica risolto da Archimede nel III Secolo a.C.

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Le navi stanno a galla grazie alla spinta idrostatica, principio scoperto dallo scienziato greco Archimede di Siracusa (vissuto nel III sec. a.C.) e che porta il suo nome: "un corpo immerso in un fluido riceve da questo una spinta dal basso verso l’alto uguale al peso del fluido da esso spostato".

 

In base al principio di Archimede, il comportamento di un solido immerso in un liquido dipende da due elementi: il suo peso, che agisce dall’alto verso il basso, e la spinta idrostatica, uguale al peso del liquido spostato dal corpo, che agisce dal basso verso l’alto.

 

Perciò, affinché un corpo galleggi, è sufficiente che - immerso - sposti una quantità d’acqua di peso uguale o superiore al proprio. È quello che accade con le navi, ma si può facilmente verificare in casa, dov'è facile vedere che un cocomero di qualche chilo (per esempio) immerso in una vasca d'acqua (per esempio la vasca da bagno piena), può galleggiare, mentre una carota - molto leggera - affonda: la dimensione del cocomero è adeguata per spostare un volume d'acqua pari al suo peso, la carota invece, molto piccola, non sposta abbastanza acqua.

 

Il principio vale anche per i corpi immersi in un gas e spiega perché la mongolfiera sale: grazie al suo contenuto di aria calda (leggera), il suo peso complessivo è inferiore a quello dell’aria (fredda, pesante) di cui prende il posto.

 

1 gennaio 2015

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