Fisica

  • Materia: Fisica
  • Visto: 1059
  • Data: 31/10/2015
  • Di: Angela Ardizzone

Principio di Archimede: riassunto

Riassunto e spiegazione dettagliata sul Principio di Archimede e la sua applicazione

PRINCIPIO DI ARCHIMEDE: RIASSUNTO. Leggi il riassunto e la spiegazione sul principio di Archimede e su come applicarlo. Il principio di Archimede è basilare nella fisica e costituisce le fondamenta di molte applicazioni esistenti, come per esempio in una nave o in un sommergibile. Il principio di Archimede afferma che:

“Un corpo immerso in un fluido (liquido o gas) riceve una spinta (spinta idrostatica) dal basso verso l’alto pari al peso del fluido spostato”.
 

SPINTA PRINCIPIO DI ARCHIMEDE. Questo vuol dire che possiamo definire una forza di Archimede pari al peso del fluido spostato; esso dipende dal volume del fluido spostato, che coincide con il volume della parte emersa del corpo, e dalla densità del fluido, mentre sarà indipendente dalla densità del corpo immerso.

In formule il principio di Archimede possiamo scriverlo come segue:

FA=ρVg

Dove ρ è la densità del fluido [Kg/m3], V è il volume della parte immersa [m3] e g è l’accelerazione di gravità [m/s2].

Ora se immergiamo un corpo in un fluido abbiamo tre possibilità, ovvero il corpo galleggia parzialmente, il corpo affonda e il corpo è immerso totalmente ma in equilibrio. Queste situazioni dipendono dalle densità. Se:

  • ρ> ρf allora il corpo affonda
  • ρ< ρf allora il corpo è in equilibrio solo se sale in superficie ed emerge parzialmente
  • ρ= ρf  il corpo è in equilibrio quando è tutto immerso nel fluido

Dove ρc è la densità del corpo e ρf è la densità del fluido.
 

PRINCIPIO DI ARCHIMEDE: EQUILIBRIO STATICO. Ora facciamo un passo avanti, per avere equilibrio statico la risultante delle forze deve essere pari a zero, quindi la forza di Archimede deve essere uguale in modulo e direzione la forza peso, ma deve essere contraria nel verso. Per cui sfruttando il principio di Archimede avremo:

P = FA

ρc Vc g = ρVimm g

Dove Vc è il volume del corpo e Vimm è il volume della parte immersa. Semplificando e risolvendo rispetto Vimm:

Vimm = ρc Vc


PRINCIPIO DI ARCHIMEDE: ESEMPIO SVOLTO. Vediamo ora un esercizio pratico sul principio di Archimede.

Esempio. Determinare la frazione di massa di un iceberg che si trova sotto la superficie del mare.
La densità dell’acqua liquida è ρacqua = 1024 Kg/m3 mentre la densità del ghiaccio è ρghiaccio = 917 Kg/m3.

L’iceberg è un corpo parzialmente immerso, la forza peso che tende a spingerlo in basso è pari a:

P = ρg Vg g

Mentre la forza che tende a spingerlo verso l’alto è la spinta di Archimede pari a:

FA = ρa Vimm g

Per galleggiare le due forze si devono eguagliare

P = FA

Sostituendo, dividendo per g e risolvendo avremo:

Vimm = ρga  Vc = 0,89Vc

Questo vuol dire che l’89% dell’iceberg è immerso, solo l’11% della massa totale è sopra la superficie dell’acqua.


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