Sembra una domanda strana da porsi, in teoria la ragione per la quale una nave galleggia dovrebbe essere studiata a scuola, ma può capitare che il concetto non si fissi nella mente quindi siamo qui per rispondere a questa domanda e ovviamente faremo questo basandoci sulla scienza.
Archimede
La risposta a questa domanda la fornì Archimede di Siracusa nel 250 a.C. andando a formulare la sua teoria.
Pensiamo un attimo ad una nave, può essere fatta di diversi materiali (ferro e legno ad esempio) la domanda sul perché galleggia diventa lecita e giusta se pensiamo a quelle in ferro che è un materiale pesante, ecco cosa dice il principio di Archimede al riguardo: “Un corpo immerso in un fluido riceverà una spinta dal basso verso l’alto pari al peso del fluido spostato”.
Facciamo un esempio pratico.
Se si prende un sasso che ha un peso di 5Kg e ha il volume di 1 litro e lo si immerge in un recipiente pieno d’acqua il peso totale sarà di 4Kg, il chilo rimanente?
L’oggetto ha il volume di un litro ed in conseguenza di ciò sposterà un litro di acqua che pesa un Kg esatto secondo i parametri relativi alla densità dell’acqua e che va a tradursi come una spinta verso l’alto che va a far galleggiare il sasso il cui peso sarà il seguente: 5Kg – 1Kg di spinta = 4Kg di peso apparente.
Ferro e Piuma: Pesi e Massa
Nella scienza più che di peso si parla di massa, alla domanda se il ferro sia più pesante della piuma la scienza dice (giustamente) che nello spazio profondo il ferro perde il suo peso, quindi parlare di massa è funzionale anche agli stessi calcoli scientifici che si possono fare in rapporto all’ambiente.
Se si parla di massa e peso va detto che molte piume possono in determinati ambienti, superare il peso di un pezzo di ferro che ha piccole dimensioni, per tale ragione diventa rilevante il rapporto tra massa e volume definito col nome di densità.
Se il vostro intento è capire se un materiale galleggia oppure no occorre solo conoscere la sua densità.
Qualora la densità fosse maggiore di quella dell’acqua l’oggetto affonderà.
Un materiale che ha una densità maggiore rispetto all’acqua quando viene immerso, va a spostare un volume di liquido che risulta più leggero rispetto al suo peso.
Per questa ragione il materiale non riceve una spinta di galleggiamento bastante a galleggiare e di conseguenza affonda.
All’opposto un materiale che ha una minore densità dell’acqua sposta un volume di liquido che diviene più pesante rispetto al suo peso.
Il materiale va a ricevere una spinta di galleggiamento più alta rispetto al proprio peso ed in conseguenza di ciò, galleggia.
Le navi vengono costruite in modo da “muovere” un volume d’acqua pari al loro peso, si tratta di questione squisitamente matematica.
In sostanza, anche se il ferro è 7,8 volte più denso dell’acqua, si lavora in modo che il volume dell’imbarcazione risulti sufficiente a garantire la necessaria spinta di galleggiamento in condizione di pieno carico.