I fluidi spingono verso l’alto gli oggetti immersi — Educazione fisica, 11–13 anni
L’acqua e l’aria possono spingere verso l’alto gli oggetti immersi. Questa spinta verso l’alto spiega perché alcuni oggetti galleggiano, affondano o permettono a grandi navi di restare in superficie.
Un fluido può sostenerti
Quando un oggetto è in parte o completamente nell’acqua, l’acqua esercita una forza su tutti i lati, anche verso l’alto. Questa spinta verso l’alto si chiama spinta di galleggiamento. Se bilancia il peso dell’oggetto, esso galleggia a quella posizione; se è più debole, scende.
Il problema di restare a galla
Si voleva trasportare merci sull’acqua senza costruire tutte le navi con un materiale leggero. Bisognava spiegare perché una pesante nave d’acciaio galleggia mentre un piccolo chiodo d’acciaio affonda. La risposta è nella forma vuota della nave: sposta molta acqua e crea una spinta sufficiente a bilanciarne il peso.
Un blocco nell’acqua
Un blocco pesa 15 N e, completamente immerso, sposta 2 litri d’acqua. Un litro d’acqua pesa circa 10 N, quindi 2 litri producono una spinta verso l’alto di circa 20 N. Poiché 20 N è maggiore di 15 N, il blocco sale. Si ferma quando sposta solo circa 1,5 litri, producendo 15 N verso l’alto.
Pesante non significa sempre affondare
È comprensibile pensare che tutto ciò che pesa più dell’acqua debba affondare. Non conta solo la massa dell’oggetto, ma anche quanta acqua sposta tutta la sua forma e come la massa è distribuita nel volume. Una sfera d’acciaio affonda, mentre lo stesso acciaio, trasformato in una barca vuota, può spostare abbastanza acqua per galleggiare.
Navi, giubbotti salvagente e sottomarini
Gli scafi delle navi hanno una forma che sposta abbastanza acqua rispetto al loro peso, mentre i giubbotti salvagente aggiungono un grande volume leggero attorno alla persona. I sottomarini cambiano quanta acqua entra nei serbatoi: prendendo acqua scendono, espellendola risalgono. Questi dispositivi usano la spinta in modo intenzionale.
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