Concetti Chiave
- Un corpo immerso in un fluido subisce forze dalla pressione idrostatica che si annullano orizzontalmente ma differiscono verticalmente.
- La pressione è maggiore sulla parte inferiore del corpo rispetto a quella superiore a causa della diversa profondità.
- La differenza di pressione tra la parte superiore e inferiore del corpo genera una spinta verso l'alto, chiamata spinta idrostatica o di Archimede.
- La spinta idrostatica è pari al peso del fluido spostato dal corpo immerso.
- La forza di spinta è direttamente proporzionale alla densità del fluido, influenzata dal peso specifico.
Dai lati il corpo è compresso dalla pressione idrostatica, ma le forze orizzontali sono opposte a due a due e perciò si annullano.
Invece sulla parte inferiore del corpo la pressione è maggiore di quella superiore, perché le due parti si trovano ad una profondità diversa (Immaginate un cubo di lato 3 cm immerso in un contenitore di 10 cm di altezza, immerso tra 3 e 6 cm). Ora consideriamo la sezione S del corpo, regolare, le forze esercitate sulla parte superiore e su quella inferiore valgono rispettivamente:
F1 = Sp1 = Sh1γfluido F2 = Sh2γfluido
Dove p = pressione, γ = peso specifico del fluido; esse hanno direzione verticale e verso opposto.
Sappiamo anche che F2 > F1 (Per la diversa profondità); la loro risultante è una spinta verso l’alto, che si chiama spinta idrostatica, la cui intensità s vale:
s = F2 – F1 = S(h2 – h1)γfluido
Qui (h2 – h1) corrisponde all’altezza dell’oggetto, quindi S(h2 – h1) è il volume V dell’oggetto e infine S(h2 – h1)g = Vγfluido è il peso di un volume di un fluido uguale al peso dell’oggetto immerso. Da ciò si ricava il principio di Archimede:
Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l’alto pari al peso del fluido spostato..
Questa spinta è chiamata spinta idrostatica o spinta di Archimede.
La spinta che il corpo riceve è direttamente proporzionale alla densità del fluido, perché il peso specifico è il prodotto ρ • g.
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