Spinta di Archimede
La spinta di Archimede si calcola con il volume e la densità del fluido: un corpo di 1.000 litri sposta 998 kg di acqua dolce e riceve 9.789 N di spinta. Lo strumento dice anche se galleggia e calcola i palloni.
Esempio: Che cosa vuoi calcolare: Corpo in un liquido o nell’aria · Massa del corpo 800 kg · Volume del corpo 1000 litri · Liquido o gas: Acqua dolce (998,2 kg/m³) → Spinta: Spinta 9789 N, il corpo galleggia. Fonte: Wikipedia – Archimedisches Prinzip. Aggiornato al: .
Come si calcola
Secondo Archimede, la spinta è uguale al peso del fluido spostato: S = ρ · V · g, con la densità ρ del fluido, il volume immerso V e g = 9,80665 m/s². Non dipende né dalla forma né dal materiale del corpo.
Galleggiare, restare in equilibrio, affondare
Se un corpo galleggia dipende dalla sua densità media: se è minore di quella del fluido, galleggia e si immerge solo finché la spinta regge il suo peso (parte immersa = densità del corpo divisa per quella del fluido). Se sono uguali resta in equilibrio nel fluido, se è maggiore affonda. Il carico utile indica quanti chili una barca può ancora portare prima di essere immersa del tutto.
Palloni
Un pallone sale perché il gas è più leggero dell’aria circostante. La portanza è il volume per la differenza di densità: circa 1,04 kg per m³ con l’elio e 1,12 kg per m³ con l’idrogeno. L’aria calda si alleggerisce con la temperatura: a 100 °C pesa solo 0,946 kg/m³ e dà circa 0,26 kg di portanza per m³.
- Volume in litri: 1.000 litri sono 1 m³.
- L’acqua di mare sostiene più di quella dolce perché è più densa.
- La massa propria di involucro, cesto e bruciatore viene sottratta dalla portanza.
Domande frequenti
Come si calcola la spinta di Archimede?
S = ρ · V · g: densità del fluido per volume spostato per 9,81 m/s². Per 1 litro d’acqua sono circa 9,79 N, quasi il peso di 1 kg.
Quando un corpo galleggia?
Quando la sua densità media è minore di quella del liquido. Il legno da 800 kg/m³ galleggia sull’acqua con circa l’80 % immerso.
Quanto può portare una mongolfiera?
Con 100 °C dentro e 20 °C fuori, 2.800 m³ danno circa 720 kg di portanza. Tolti involucro, cesto e bruciatore, resta il carico utile.
Fonti e riferimenti normativi
- Wikipedia – Archimedisches Prinzip
- Wikipedia – Buoyancy
- Wikipedia – Dichte (densità: tabelle per liquidi e gas)
- Wikipedia – Heißluftballon (mongolfiera: portanza dalla differenza di densità)
Aggiornato al: · Principi editoriali
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