Partono da condizioni iniziali differenti ma entrambi arrivano alla condizione di galleggiamento
FP < FA
Essendo FA maggiore di FP, se il corpo viene immerso salirà verso l'alto accelerando, per poi emergere e raggiungere lo stato FP=FA, galleggiando e con solo una parte del proprio volume immersa. E' il caso dei palloni da spiaggia
La parte di volume immersa è quella necessaria per spostare quella quantità di volume di liquido il cui peso è pari alla parte di volume del corpo immersa
______________
FP > FA
Corpo affonda
_______________
.
FA
...............................
Le forze sono uguali in modulo, dunque il corpo rimane in perfetto equilibrio e mantiene la sua posizione dovunque esso si trovi all'interno del liquido. E' un caso difficile da ottenere
Come già detto, la spinta di Archimede tende a spingere i corpi verso l'alto
Perciò, a seconda dell'intensità della forza, si possono presentare diverse situazioni
FA=mfl*g
FA=ρfl*Vimm*g
Vimm -> volume immerso del corpo
ρfl -> densità del fluido
densità -> ρ=m/V
m=ρ*V
Formula esplicita
mfl*g -> massa del fluido spostato *
accelerazione gravitazionale
La Legge di Archimede
LEGGE DI ARCHIMEDE E DENSITA'
Se si analizza meglio la legge di Archimede, si può dire qualcosa in più
SE:
FP
ρcorpo/ρfl < Vimm/Vtot
Il corpo tenderà sempre a risalire fino ad emergere, dunque Vimm=Vtot=1
Sottoargomento
Per far sì che un corpo emerga, la sua densità deve essere necessariamente minore di quella del fluido sostituito
FP=FA
SE
Parzialmente sommerso
Vimm
ρcorpo/ρfl = Vimm/Vtot < 1
ρcorpo/ρfl <1
ρcorpo<ρfl
Quindi il corpo galleggia se la sua densità è minore di quella del fluido sostituito
Totalmente sommerso
Vtot=Vimm=1
ρcorpo/ρfl = 1
ρcorpo=ρfl
Quindi il corpo immerso sta in equilibrio se la sua densità è uguale a quella del fluido sostituito
FP>FA
ρcorpo*Vtot*g = ρfl*Vimm*g
Si semplifica
ρcorpo/ρfl > Vimm/Vtot
Quindi, se ρcorpo >ρfl
allora il corpo affonda
Il corpo affonda, perciò il Volume totale e quello immerso coincidono
Vimm/Vtot=1
Sono entrambe positive
Riassunto formule precedenti:
FA = mfl*g = ρfl*Vimm*g
FP = mcorpo*g = ρcorpo*Vtot*g
SPIEGAZIONE
Dalla formula capiamo come FA è direttamente proporzionaleal volume del corpo immerso.
Volume del corpo immerso -> peso fluido
occupato/spostato
Quindi FA è direttamente proporzionale al peso del fluido spostato
ESEMPIO
Se in un secchio pieno d'acqua vi si immerge una pietra, questa affonderà e il livello dell'acqua salirà
Ciò accade perché la pietra occupa un certo volume all'interno del secchio, che prima era occupato dall'acqua, che quindi si è dovuta spostare per cercare un altro spazio
Ogni corpo sposta una quantità di volume di fluido pari alla quantità di volume immerso del corpo
FORMULA
FA=-Pfl
Pfl -> Forza peso del fluido spostato
FA -> Spinta di Archimede
ENUNCIATO
Un corpo immerso parzialmente o completamente in un fluido riceve una spinta verticale dal basso verso l'alto, uguale per intensità al peso del volume di fluido spostato.
Questa spinta viene detta spinta di Archimede, ed ha stessa direzione della forza peso ma verso opposto, quindi è diretta verticalmente verso l'alto.
La si indica con "FA" o "S"
