Che cos'è la Spinta di Archimede
Un cubo di sughero viene tenuto sul fonfo di un recipiente contenente acqua. Quando si lascia libero il sughero, esso risale verso l'alto a alla fine si stabilizza, galleggiando parzialmente immerso in acqua.
Perchè il sughero inizia a risalire?
Come cambia la spinta di Archimede sul cubo, mentre sale nel recipiente rimanendo ancora tutto sott'acqua ?
Come cambia la spinta di Archimede da quando il sughero inizia ad emergere a quando si stabilizza?. Grazie in anticipo.
Perchè il sughero inizia a risalire?
Come cambia la spinta di Archimede sul cubo, mentre sale nel recipiente rimanendo ancora tutto sott'acqua ?
Come cambia la spinta di Archimede da quando il sughero inizia ad emergere a quando si stabilizza?. Grazie in anticipo.
Risposte
Legge di Archimede: un corpo immerso in un liquido riceve
una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del liquido spostato.
Nell'istante in cui il cubo di sughero lo si libera da ogni storta di
vincolo è soggetto solamente a due forze: quella peso
quella di Archimede
alla verticale ma in verso opposto (la prima verso il basso, la se-
conda verso l'alto). Dal momento che si verifica:
intensa di quella peso e quindi il corpo comincia a risalire.
Finché il cubo rimane interamente sott'acqua la spinta di Archimede
è costante, per convincersene basta rileggere l'enunciato di cui sopra.
D'altro canto, quando il cubo comincia a riemergere il volume del liquido
spostato diminuisce, quindi pure il proprio peso: dalla legge di cui sopra
segue che pure la spinta di Archimede diminuisce. Il cubo si stabilizza
quando la spinta di Archimede uguaglia il peso del cubo stesso.
Detta
della parte emersa, la condizione di equilibrio si ha quando
Spero sia sufficientemente chiaro. ;)
una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del liquido spostato.
Nell'istante in cui il cubo di sughero lo si libera da ogni storta di
vincolo è soggetto solamente a due forze: quella peso
[math]\rho_s\,V_c\,g[/math]
e quella di Archimede
[math]\rho_a\,V_c\,g[/math]
, entrambe agenti parallelamente alla verticale ma in verso opposto (la prima verso il basso, la se-
conda verso l'alto). Dal momento che si verifica:
[math]\rho_s\,V_c\,g < \rho_a\,V_c\,g \; \Leftrightarrow \; \rho_s < \rho_a[/math]
(in quanto [math]\rho_s = 132\,\frac{kg}{m^3}[/math]
e [math]\rho_a = 1000\,\frac{kg}{m^3}[/math]
), significa che la spinta di Archimede è più intensa di quella peso e quindi il corpo comincia a risalire.
Finché il cubo rimane interamente sott'acqua la spinta di Archimede
è costante, per convincersene basta rileggere l'enunciato di cui sopra.
D'altro canto, quando il cubo comincia a riemergere il volume del liquido
spostato diminuisce, quindi pure il proprio peso: dalla legge di cui sopra
segue che pure la spinta di Archimede diminuisce. Il cubo si stabilizza
quando la spinta di Archimede uguaglia il peso del cubo stesso.
Detta
[math]l[/math]
la lunghezza dello spigolo del cubo e [math]h[/math]
l'altezza della parte emersa, la condizione di equilibrio si ha quando
[math]\rho_s\,l^3\,g = \rho_a\,l^2\,(l - h)\,g \; \Leftrightarrow \; \frac{h}{l} = 1 - \frac{\rho_s}{\rho_a} = 0.868\\[/math]
.Spero sia sufficientemente chiaro. ;)
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