Come fanno le navi a galleggiare?

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Opinione scritta da: Redazione 9:00:10 18-03-2013

Il fatto che oggetti imponenti, realizzati in spesso metallo e pesanti fino a molte migliaia di tonnellate galleggino nonostante il carico, è uno degli apparenti paradossi della fisica che hanno attirato la curiosità dell’uomo sin dai tempi più antichi.

Il principio fisico che governa il fenomeno del galleggiamento è quello della spinta idrostatica, detta anche ‘Spinta di Archimede,’ dal nome dello scienziato di Siracusa del IV secolo avanti Cristo che, secondo la leggenda, l’avrebbe scoperta mentre faceva il bagno, dal quale sarebbe uscito esclamando la non meno celebre frase “Eureka!” (che in Greco antico significa ‘ho trovato!’) Il principio di Archimede è stato formalizzato come:

Un corpo immerso in un liquido riceve una spinta dal basso verso l’alto proporzionale al peso del liquido da esso spostato.

Da qui è facile desumere una regola empirica che ci permetta di stabilire se un corpo galleggerà o meno in un determinato fluido: affinché il corpo in questione galleggi, è necessario e sufficiente che la quantità di fluido spostata dal corpo pesi almeno quanto il corpo stesso.

Queste considerazioni ci rendono chiaro il motivo per il quale le navi galleggiano e, di conseguenza, perché hanno la conformazione che siamo abituati a vedere: una nave presenta una chiglia ampia e soprattutto cava internamente, il che le permette di essere il più leggera possibile, spostando nel contempo la maggior quantità possibile di acqua. In queste condizioni, la spinta idrostatica è massima (il volume di fluido spostato è molto grande) e permette al natante di evitare di affondare. La conferma di questo principio si ottiene osservando come il “pescaggio” ossia la parte immersa del natante aumenti a fronte dell’accresciuto peso della nave. Quando quest’ultimo aumenta, è necessario spostare una maggior quantità d’acqua per assicurare il galleggiamento; ciò avviene con un aumento del pescaggio, e con un conseguente lieve affondamento della nave, che consente di ripristinare le condizioni di equilibrio, permettendo alla nave di tornare a galleggiare stabilmente.

A questo proposito è interessante notare come il tipo di fluido in questione (ed in particolare la sua densità) sia importante ai fini del galleggiamento. Un fluido più denso (ossia che ha maggior massa per unità di volume) “pesando” di più fornirà una spinta assai maggiore rispetto ad un fluido meno denso. E’ per questo motivo che è più facile galleggiare in acqua di mare (più densa) che non in acqua dolce (meno densa). Un esempio estremo è dato dal Mar Morto, dove la salinità è elevatissima, e la particolare densità dell’acqua semplifica grandemente il galleggiamento.

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Giudizio positivo Vantaggi: Lo scopritore del principio di galleggiamento fu Archimede. Da qui si parla di "spinta di Archimede" , Perchè un corpo galleggi, occorre che la quantità di fluido spostata dallo stesso abbia un peso almeno equivalente al corpo stesso.

Giudizio negativo Svantaggi: E' importante anche la densità del fluido. Più è denso, più consente una spinta maggiore.

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Tag: fisica galleggiare navi Spinta di Archimede

Categoria: Matematica e scienze

 

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