Chi non si è mai chiesto, magari da bambino, come mai le navi, nonostante la loro massa enorme, non affondano? La risposta sta tutta nel Principio di Archimede, il quale afferma che "un corpo immerso in un fluido riceve una spinta pari al peso del fluido spostato". Tale spinta prende anche il nome di spinta idrostatica.
Se un corpo ha una densità maggiore di quella del fluido in cui è immerso, il volume di fluido che sposta ha un peso minore di quello del corpo; il corpo riceve una spinta verso l'alto più piccola del suo peso, ragione per la quale affonda. Nel caso invece di un corpo meno denso completamente sommerso nel fluido, questo riceve una spinta netta verso l'alto, in quanto il peso del fluido spostato è maggiore del peso dell'oggetto stesso. A causa di ciò, il corpo tenderà a salire finchè la parte immersa non sarà tale da spostare una quantità di fluido pari al peso del corpo.
Ecco quindi perchè le navi, nonostante la loro enorme massa di metallo, galleggiano: la parte immersa delle navi è formata dalla stiva di metallo ma anche da grandi spazi d'aria, che fanno si che la densità totale della nave sia minore di quella dell'acqua.
Anche la mongolfiera riesce a volare grazie a questo principio: se si riempie il pallone con aria più calda o elio (due gas a densità minore rispetto all'aria "esterna"), l'insieme formato dal pallone e dal cesto avrà un peso minore rispetto al peso del volume di aria che spostano.
Il principio di Archimede permette inoltre gli spostamenti dei sottomarini verso l'alto o verso il fondo (semplicemente variando la quantità d'acqua in apposite camere) o di alcuni tipi di pesci, riducendo o aumentando il volume di aria nella loro vescica natatoria.
La leggenda vuole che Archimede da Siracusa intuì la spinta idrostatica mentre stava facendo un bagno in una tinozza (dalla quale, si narra, saltò fuori gridando la sua famosa "Eureka!") . La sua eccitazione era principalmente dovuta al fatto che grazie a questo principio, era riuscito a trovare la soluzione di un problema postogli da Gerone II: il Re aveva il sospetto che una corona che doveva essere completamente d'oro, in realtà contenesse anche altri metalli meno nobili. Archimede riuscì a scoprirlo semplicemente intuendo che, dovendo essere l'eventuale corona fasulla meno densa rispetto a quella in oro, avrebbe dovuto occupare un volume maggiore, e quindi la spinta che avrebbe ricevuto, se immersa in acqua, sarebbe stata maggiore. Questo perchè la spinta dipende dal volume del corpo immerso e non dal peso.
Quindi Archimede appese ad un braccio di una bilancia la corona e dall'altra un lingotto d'oro dello stesso peso (la bilancia, chiaramente si trovava in equilibrio): se la corona fosse stata completamente d'oro, avrebbe dovuto avere anche lo stesso volume del lingotto. A questo punto immerse i due oggetti in acqua e si accorse che il braccio della bilancia su cui era appesa la corona si trovava più in alto: ne dedusse che la corona riceveva una spinta maggiore, quindi il suo volume era più grande rispetto a quello del lingotto d'oro, riuscendo così a scoprire la frode.
Ed ora a voi: quando un cubetto di ghiaccio immerso in un bicchiere d'acqua si scioglie, il livello dell'acqua sale o scende? (Suggerimento, il ghiaccio galleggia, per cui...)
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