Posizione di galleggiamento

[_clockwise]

Ciao ragazzi, avrei una domanda. Potreste spiegarmi come varia la posizione di un corpo galleggiante in un fluido incomprimibile (perpendicolare, parallela o obliqua rispetto alla superficie del liquido) alla luce del principio di Archimede e delle posizioni reciproche del baricentro e del centro di galleggiamento? Se interessa, la curiosità nasce da questo quesito:

Un oggetto di densità uniforme e di forma cilindrica. lungo e stretto, viene immerso in acqua. Quale sarà il suo assetto di equilibrio ammesso che esso galleggi in acqua?

Grazie infinite a chi mi risponderà.

[Sk_Anonymous]

Non é tanto semplice rispondere, dipende. È un problema di statica dei corpi galleggianti, e coinvolge concetti che bisognerebbe introdurre gradatamente e accuratamente: baricentro, centro di carena, metacentro, altezza metacentrica...
Può disporsi in posizione orizzontale , ma anche in posizione verticale, e addirittura in una posizione obliqua ben definita, che si chiama “posizione di ingavonamento”; nei fumetti di Paperino e Topolino , hai mai visto la bottiglia del naufrago, con dentro il biglietto di richiesta di aiuto , che viene quasi sempre rappresentata inclinata?

Comunque, “lungo e stretto” mi fa pensare che chi ha proposto il quiz pensi solo alla posizione orizzontale. E sbaglia. Le misure del cilindro, e la densità, sono essenziali per fare i conti. A naso, no.

[_clockwise]

Capisco, effettivamente non mi suonano nuovi questi concetti. Ho chiesto perché la spiegazione del testo non mi soddisfaceva:

Occorre valutare dove si colloca il suo baricentro B rispetto al centro C della spinta archimedea. Se B sta sopra C, la posizione di equilibrio è quella orizzontale, perché il peso e la spinta archimedea creano un coppia di forze che determina la rotazione del cilindro; altrimenti la posizione di equilibrio è quella verticale.

Proprio l'immagine della bottiglietta dei fumetti mi aveva confuso le idee! Immagino che bisogni informarsi di più su una serie di argomenti allora.

[Lucacs1]

Lungo e stretto vuol dire grande superficie laterale.
Quindi ci sarà pressione su entrambe le facciate che lo tiene in equilibrio verticale, ma questo dipende da quanto del coso lungo e stretto rimane fuori, ovvero dalla posizione del baricentro.
Spera che sia sotto.

[Sk_Anonymous]

Proprio l'immagine della bottiglietta dei fumetti mi aveva confuso le idee! Immagino che bisogni informarsi di più su una serie di argomenti allora.

Si infatti, bisogna conoscere a fondo la statica dei corpi galleggianti, a partire da quelli più semplici che sono i galleggianti “cilindrici” , cosí chiamati perché nei dintorni della figura di galleggiamento (intersezione del corpo col piano di galleggiamento) il corpo ha una forma cilindrica , con generatrici perpendicolari al piano di galleggiamento nella posizione diritta, ma la figura di galleggiamento non deve necessariamente essere un cerchio ; per passare poi a corpi generici, e ( interessante soprattutto per gli ingegneri navali) alle navi, che non sono galleggianti cilindrici ma ci si avvicinano alquanto. Non è materia per tutti, c’è un apposito corso di ingegneria navale che prende il nome di “statica della nave” , e parte dalle definizioni geometriche più importanti del corpo in oggetto. Te lo dico perché conosco la materia...

La risposta che hai pubblicato è palesemente (almeno per me) incompleta e insoddisfacente; e dimostra che chi ha posto il quesito non conosce certi problemi. Dire “lungo e stretto” non significa niente, ci vogliono le misure e ci voglio dei calcoli. Nella statica dei galleggianti, interessano essenzialmente tre punti:

1) il baricentro del corpo, che si suppone fisso ( ma a volte si presentano casi in cui non lo è; pensa ad es a una nave cisterna che trasporta carichi liquidi : nei movimenti della nave si spostano pure i liquidi, e Dio solo sa dov’è veramente il baricentro ! ) . Il baricentro nella tecnica si indica con G ( guarda caso!)
2) il centro di carena , che è il centro del volume immerso , e nella tecnica si indica con B ( da Buoyancy = spinta) ; non è un punto fisso, se il galleggiante si inclina da una parte pure B si sposta, perchè il volume immerso cambia forma
3) il metacentro M , che non mi metto a raccontare come si determina, ma è essenziale per stabilire se una certa posizione di equilibrio iniziale è stabile, indifferente o instabile.

Il baricentro G può anche stare, nella posizione di equilibrio iniziale, al di sopra del centro di carena B. Ma per la stabilità dell’equilibrio è essenziale che il metacentro M stia al di sopra di G. Non entro in dettagli tecnici.
Perciò mi spiace di non poterti dare una risposta completa, bisognerebbe fare un corso di statica dei galleggianti, e non è il caso qui.

Trovi molte cose in più in questa discussione , dove pero purtroppo le figure non ci sono più .

[ot]Anto’ , fa caldo...[/ot]

[_clockwise]

Il baricentro nella tecnica si indica con G ( guarda caso!)

Grazie mille a entrambi e a te in particolare per avermi linkato la discussione, la leggerò presto. Buona serata.