Applicazioni del principio di Archimede

Il principio di Archimede è applicabile ad una molteplicità di situazioni:
Il sasso affonda perché la sua densità media è maggiore di quella dell’acqua.
Il legno o il sughero galleggia perché la sua densità media è minore di quella dell’acqua.
Un pesce può galleggiare o affondare gonfiando o sgonfiando la vescica natatoria.
La nave di acciaio non affonda perché la sua densità media è minore dell’acqua.

Un sottomarino può comportarsi come un pesce variando cioè la sua densità media allagando o svuotando i cassoni:

Principio di Archimede

La spinta verso l’alto che agisce su un corpo quando è immerso totalmente o parzialmente in un fluido viene detta spinta di galleggiamento (se il fluido è l’acqua si parla di spinta idrostatica ).
Cerchiamo di quantificare questo effetto con un semplice esperimento (vedi figura).
A un piattello di una bilancia appendiamo due cilindri di volume identico uno pieno e uno cavo. Sull’altro piattello aggiungiamo dei pesi, in modo che la bilancia sia in equilibrio.

Se immergiamo il cilindro pieno in una bacinella che contiene un liquido, la bilancia modifica l’equilibrio e pende dalla parte opposta a quella dei cilindri.

Determiniamo quanto è grande la forza diretta verso l’alto che il liquido esercita sul cilindro.

Riusciamo a ristabilire l’equilibrio di partenza riempiendo il cilindro cavo dello stesso liquido contenuto nella bacinella. La forza verso l’alto che il liquido esercita sul corpo immerso è quindi eguale al peso del liquido contenuto nel cilindro cavo. Ottengo così il principio di Archimede.

Applicazione tipica del principio di Pascal

Le applicazioni del principio di Pascal sono molto usate e numerose vediamone alcune:

Il torchio idraulico vedi figura 3-4
Applicando sullo stantuffo di sezione S1 la forza F1 su quello di sezione S2 si svilupperà la forza di intensità F2= F1(S2/S1).
Il freno a tamburo (figura 5) e a disco .




Figura 3



Figura 4 e 5

Principio di Pascal

La pressione esercitata su una superficie qualsiasi di un fluido si trasmette invariata a qualsiasi altro punto del fluido e in particolare a qualsiasi superficie con cui il fluido sia in contatto, indipendentemente da come questa superficie sia orientata.


figura 1