Cosa è il principio di Archimede

Difficoltà: Scuola Superiore

Materia: Fisica

Il principio di Archimede ci dice quale è la forza che riceve un corpo immerso in acqua, per il solo fatto di essere stato immerso.

Più precisamente ci dice che un oggetto immerso in un liquido riceve una spinta verso l’alto equivalente alla forza peso del liquido spostato. Abbiamo già visto il concetto di forza peso, perciò risulta facile capire il principio. Più un oggetto occupa volume più liquido sposta, più liquido sposta più peso sta spostando. La forza peso del liquido spostato è uguale alla forza di resistenza allo sprofondamento e quindi alla spinta verso l’alto.

La forza di spinta verso l’alto è data dalla seguente formula:

\(||\overrightarrow{F}_A||=d_{liq}V_{liq} ||\overrightarrow{g}||\)

Dove:

• \(||\overrightarrow{F}_A||\) è il modulo della spinta di Archimede, che contrasta la forza peso dell’oggetto in immersione ed è quindi di verso opposto rispetto all’accelerazione gravitazionale;
• \(||\overrightarrow{g}||\) è il modulo dell’accelerazione gravitazionale;
• \(d_{liq}\) è la densità del liquido in cui il corpo viene immerso;
• \(V_{liq}\) è il volume del liquido spostato dal corpo che viene immerso.

Osserviamo che il termine \(d_{liq}\) \(V_{liq}\) è esattamente la massa del liquido spostato dal corpo. Avevamo già effettuato, in un altro articolo discussioni sulla densità (La densità di un corpo APPROFONDISCI). Ricordiamo comunque che la densità, moltiplicata per il volume, equivale alla massa del liquido spostato dal corpo immerso. In formule:

\(m_{liq}=d_{liq}V_{liq}\)

In cui:

• \(d_{liq}\) è la densità del liquido in cui viene immerso il corpo ;
• \(V_{liq}\) è il volume del liquido spostato dall’immersione del corpo;
• \(m_{liq}\) è la massa del liquido spostato.

Per cui la forza peso del liquido sarebbe:

\(\overrightarrow{F}_{p,liq}=m_{liq} \overrightarrow{g}\)