Il principio di Archimede afferma che ogni corpo immerso in un fluido (liquido o gas) riceve una spinta verticale dal basso verso l’alto. Essa è detta spinta di Archimede (o spinta idrostatica) ed è pari al peso del volume del fluido spostato dal corpo immerso.
Il principio di Archimede (dal nome del suo scopritore) spiega perché i corpi galleggiano, vediamolo con degli esempi.
Corpi che affondano e corpi che galleggiano
Un corpo (ad esempio una pallina) quando viene immerso in un liquido è sottoposto a due forze: la sua forza peso, P, che lo spinge verso verso il basso; e la spinta di Archimede, F, che lo spinge in direzione opposta, cioè verso l’alto.
La spinta di Archimede, e quindi l’intensità della sua forza, è proporzionale al volume di liquido spostato dal corpo che viene immerso.
Corpo che galleggia
Se F > P il corpo galleggia: questo significa che ll volume del liquido spostato genera una forza superiore al peso del corpo che cade nel liquido stesso: ad esempio una pallina o un pezzo di legno il cui peso è inferiore al volume. In questo caso particolare il volume del liquido spostato è uguale alla parte di corpo immerso: è quella parte che, compensando la forza di Archimede, fa sì che il corpo galleggi.
Corpo che affonda
Se F < P il corpo affonda: è il caso in cui il peso del corpo è maggiore al volume spostato. Ad esempio una pallina di metallo o una pietra, che ha un peso molto maggiore rispetto al volume di liquido che sposta quando scende.
Corpo immerso nel liquido
Il caso intermedio è F = P in cui il corpo resta sospeso. Se il volume del liquido coincide con il peso del corpo. Pensate a un uovo immerso in un recipiente pieno d’acqua che rimane a metà del recipiente.
La densità del corpi
La spinta di Archimede è direttamente correlata alla densità dei corpi rispetto al liquido in cui sono immersi:
- Se la densità del corpo è maggiore della densità liquido il corpo affonda. Esempio: una pallina di ferro immersa nell’acqua
- Se la densità del corpo è minore della densità del liquido il corpo galleggia. Esempio: un cubo di legno immerso nell’olio
- Se la densità del corpo è uguale alla densità del liquido il corpo tende a galleggiare.
Perché le navi galleggiano
Perché le navi, pesanti anche tonnellate, galleggiano? Perché la forma dello scafo permette di spostare un volume di acqua la cui spinta è maggiore al peso della nave. Grazie ad Archimede l’uomo, fin dall’antichità, ha potuto realizzare dei mezzi di locomozione per spostarsi nei fiumi, laghi e mari, senza difficoltà.
