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a4321
a4321 - Sapiens Sapiens - 837 Punti
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Buongiorno vorrei per favore sapere come mai se la densità di un corpo è minore di quella di un altro essi galleggiano.Non mi sono chiari questi quiz:
Un corpo di peso P1 e della densità D1 galleggia su un fluido di peso P2 e densità D2, quindi: D
(A) P1 > P2
(B) P1 < P2
(C) D1 > D2
X(D) D1 < D2
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta

Sapevo che se le due densità sono uguali allora i due corpi galleggiano. Non è così?

Un corpo ha una massa di 30 grammi e un volume di 50 cm3. Ponendolo in acqua, che cosa succede?
A
X(A) Galleggia
(B) Affonda
(C) Resta sospeso in prossimità della superficie
(D) Viene sommerso in profondità
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta
In merito alle spinte di Archimede esercitate su un pezzo di sughero e su un pezzo di ferro di uguale volume, completamente immersi in acqua, si può dire che:
A
X(A) sono tra loro uguali
(B) è maggiore quella sul sughero
(C) è maggiore quella sul ferro
(D) è assente per il ferro perché va a fondo
(E) quesito senza soluzione univoca o corretta
E questo?
Grazie infinite

nRT
nRT - Moderatore - 3304 Punti
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Sì, i quiz sono corretti.

Per capire la spinta di Archimede è importante capire che cosa succede quando immergiamo un corpo in un fluido.
Sappiamo che la forza che esercita la spinta di Archimede è pari al peso del volume del fluido spostato.

Proviamo a ragionarci in modo semplice.

Vediamo di fare un paio di esempi.
Disegniamo una bacinella di acqua e un bastone orizzontale.

Supponiamo che questo bastone sia di legno e che pesi 1 N.
Il bastone riceve una spinta pari al peso dell'acqua che starebbe al posto del bastone. L'acqua ha una densità più elevata del legno, quindi se il bastone pesa 1 N, l'acqua in quel volume potrebbe pesare 2 N (usiamo numeri interi giusto per fare un esempio, non sono verificati).

Che cosa accade quando immergiamo il bastone in acqua?
Il bastone fa una forza verso il basso di 1 N, l'acqua una verso l'alto di 2 N. La forza risultante è 2 - 1 = 1 N verso l'alto. (Puoi disegnarti le frecce sul quaderno e fare la somma delle forze).

Se lo stesso bastone fosse fatto di ferro, e pesasse 8 N, immergendolo in acqua avremmo 8 N verso il basso e 2 N verso l'alto. Quindi 6 N verso il basso, il bastone andrà quindi verso il basso.

Se il bastone fosse fatto della stessa acqua o di un materiale che abbia una densità uguale a quella dell'acqua, esso peserebbe 2 N. Quindi 2 - 2 = 0. Il bastone rimane dove l'abbiamo messo, non va a fondo né torna a galla.

Pensiamo a un esempio particolare: immaginiamo lo stesso bastone, metà di ferro (4 N) e metà di legno (0,5 N) (o un martello, se preferisci).
Quando immergiamo il bastone, la metà di ferro riceve una spinta di 1 N (la metà di prima perché consideriamo metà bastone), la metà di legno riceve una spinta sempre di 1 N, infatti il volume dell'acqua spostata è sempre lo stesso, pari a mezzo bastone.
Facciamo la somma delle forze. Otteniamo 3 N verso il basso nella prima metà e 0,5 N verso l'alto nella seconda metà. Succede infatti che il bastone ruota e la parte di densità maggiore va verso il basso, mentre l'altra va verso l'alto.

Tornando ai quesiti:
Quesito 1.
Un corpo galleggia quando la risultante delle forze è verso l'alto, quindi quando la densità del corpo è minore di quella del fluido. (Vedi esempio bastone di legno)

Quesito 2.
La densità dell'acqua è

[math]1\ \frac{\mathrm{g}}{\mathrm{cm^3}}[/math]
.
[math]\frac{30\ \mathrm{g}}{50\ \mathrm{cm^3}}<1 \frac{\mathrm{g}}{\mathrm{cm^3}}[/math]
Quindi il corpo galleggia. (Vedi stesso esempio bastone di legno)

Quesito 3.
La spinta di Archimede dipende dal peso del fluido (acqua negli esempi che abbiamo fatto), non dal peso del corpo. Sughero e ferro di ugual volume ricevono uguali spinte. Il primo però peserà meno dell'acqua spostata (perché di densità minore e di pari volume) e galleggerà. Il secondo, invece, peserà di più (perché di densità maggiore e di pari volume) e andrà quindi a fondo.

Spero che ti sia d'aiuto. Se qualcosa non è chiaro chiedi pure :)
Ciao

a4321
a4321 - Sapiens Sapiens - 837 Punti
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Grazie mille grazie davvero per la disponibilità vorrei sapere gentilmente cosa succede se il corpo ha la stessa densità del fluido? Galleggia ugualmente? Grazie infinite davvero
nRT
nRT - Moderatore - 3304 Punti
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Ciao,
come già scritto sopra:

"
Se il bastone fosse fatto della stessa acqua o di un materiale che abbia una densità uguale a quella dell'acqua, esso peserebbe 2 N. Quindi 2 - 2 = 0. Il bastone rimane dove l'abbiamo messo, non va a fondo né torna a galla.
"

Quindi, se il corpo ha la stessa densità del fluido, la forza peso (forza verso il basso) e la spinta di Archimede (forza verso l'alto) si annullano. Il corpo rimane dove l'abbiamo messo: se lo mettiamo appena sotto il pelo dell'acqua rimane lì; se lo mettiamo a una profondità h, resta ad una profondità h; se lo mettiamo sul fondo resta sul fondo.

Ti consiglio di rileggerti bene gli esempi e farti dei disegni con delle frecce che rappresentano le forze. Il mio consiglio è quello di cercare di capire il perché succede una cosa più che memorizzare i vari casi.
Se poi qualcosa non è chiaro chiedi pure :)
Ciao

a4321
a4321 - Sapiens Sapiens - 837 Punti
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Grazie infinite mi aveva confuso il seguente paragrafo:
"se il copro e il fluido hanno la stessa densità il corpo galleggia, perché il suo peso e la spinta di Archimede hanno uguale intensità e si bilanciano"; quindi avevo capito che se le due densità sono uguali il corpo galleggia!
Grazie mille

nRT
nRT - Moderatore - 3304 Punti
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Ciao,
giusto per curiosità personale: da quale libro hai citato quel paragrafo?

In questo caso, leggendo il paragrafo, il significato dipende da che cosa si intende con galleggiare. Nel linguaggio comune, infatti, galleggiare significa stare a galla, come ad esempio una nave che galleggia. Parte del corpo è fuori dall'acqua, parte del corpo sott'acqua.
Se invece si intende la condizione di equilibrio del corpo nel fluido, allora è vero: il corpo mantiene qualunque posizione, sia che sia appena sotto la superficie del fluido, che a una certa altezza, che sul fondo.

Come vedi nei quesiti, però, con "galleggia" si intende che sta a galla (vedi secondo quesito).

Effettivamente quel paragrafo può trarre in inganno. Comunque sia, l'importante è aver capito e poter dire se il corpo sale, scende, o resta dov'è.
Se hai ancora dubbi chiedi pure :)
Ciao
a4321
a4321 - Sapiens Sapiens - 837 Punti
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Grazie mille , davvero gentile il libro si chiama "Edizione riforma per il Triennio dei licei UMANISTICI Fisica!Le leggi della matura" di Caforio Ferilli. Però seguendo quel che si afermava in quel paragrafo capivo male e sbagliavo tutti i quesiti dei test d'ingresso universitari. Mi sembra quindi che per galleggiare il libro intenda "stare in equilibrio" grazie infinite grazie
nRT
nRT - Moderatore - 3304 Punti
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Prego. :)
In bocca al lupo per il test!
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