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Esercizi sulla spinta di Archimede

Esercizi online e gratuiti sulla spinta di Archimede

Vengono di seguito propost alcuni esercizi sulla spinta di Archimede.

La raccolta degli esercizi sulla spinta di Archimede di seguito proposta è rivolta sia agli studenti universitari delle facoltà scientifiche che agli studenti di licei ed istituti tecnici.

Prima di affrontare gli esercizi sulla spinta di Archimede facciamo una breve introduzione al principio che la governa.

Il principio di Archimede afferma che ogni corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l'alto di intensità pari al peso di fluido spostato.

Il peso del fluido spostato è pari a P:

P = m · g

in cui m è la massa del fluido spostato

g è l'accelerazione di gravità che vale 9,8 m/s2.

Introducendo il concetto di densità definita come il rapporto tra massa e volume del fluido:

ρ = m/V

possiamo scrivere la massa come:

m = ρ · V

Per cui la spinta di Archimede diventa pari a:

Sa = m · g = ρ · V · g

in cui V è il volume di fluido spostato che corrisponde al volume immerso del corpo.

E' semplice dedurre che un corpo galleggia se la sua densità è inferiore a quella del fluido in cui si trova.

Quanto detto è valido anche per un corpo immerso in un gas (esempio mongolfiera, palloncino…).

Ti mettiamo inoltre disposizione una calcolatrice online e gratuita utile per svolgere i calcoli degli esercizi: calcolatrice online.

Esercizi sulla spinta di Archimede

Di seguito gli esercizi sulla spinta di Archimede elencati secondo un ordine crescente di difficoltà.

Livello di difficoltà medio-basso

1.

Un corpo viene immerso totalmente in acqua dolce (ρ = 1000 Kg/m3) e si rileva che il suo peso in acqua è pari a 80 N.

Se il suo peso quando è fuori dall'acqua è pari a 120 N ricavare:

1) la spinta di Archimede che il corpo subisce quando è immerso;

2) il volume del corpo;

3) la densità del corpo.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della spinta di Archimede.

2.

Un pallone sonda riempito di gas elio (ρHe = 0,18 Kg/m3) si trova in aria (ρaria = 1,22 Kg/m3).

Quanto vale complessivamente la forza che lo spinge verso l'alto se il suo volume è di 500 m3?

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: applicazione della spinta di Archimede.

Livello di difficoltà medio-alto

3.

Un corpo in sughero galleggia sull’acqua.

Sapendo che i 4/5 del suo volume sono fuori dal pelo dell’acqua, determinare la densità del sughero considerando la densità dell’acqua quella relativa all’acqua dolce.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: galleggiamento del sughero in acqua.

4.

Un blocco di ghiaccio (ρghiaccio = 920 Kg/m3) a forma di parallelepipedo di altezza pari a 30 m galleggia in acqua di mare (ρacqua = 1030 Kg/m3).

Quanto sarà lunga la parte emersa del parallelepipedo al di fuori dell'acqua?

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: galleggiamento in acqua.

5.

Un corpo di ferro (densità del ferro = 7800 Kg/m3) presenta una cavità al suo interno.

Sapendo che la massa del corpo è di 780 g e che una volta immerso in acqua di mare viene rilevato un peso inferiore rispetto a quello misurato fuori dall’acqua di 1,56 N, determinare il volume della cavità interna.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: corpo immerso in acqua di mare.

6.

Un corpo di rame (ρCu = 8900 Kg/m3) di massa m = 3 Kg viene completamente immerso in acqua (ρacqua = 1000 Kg/m3) ed appeso ad una molla di massa trascurabile che risulta deformata di 3 cm.

Calcolare la costante elastica K della molla.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: corpo di rame completamente immerso in acqua ed appeso ad una molla.

7.

Un corpo viene pesato e si rileva un peso di 27 N.

Si procede così ad immergerlo in acqua dolce e a rideterminarne il peso.

Una volta immerso il peso diventa pari a 17 N.

Qual è la densità del corpo e di che materiale si tratta?

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: bilancia idrostatica.

8.

Una sfera di rame (ρCu = 8900 Kg/m3) galleggia sul mercurio (ρHg = 13600 Kg/m3).

Si valuta che emergono i 5/6 della sfera dal mercurio.

Si richiede di verificare se la sfera è piena o presenta una cavità ed in tal caso determinare la percentuale di cavità rispetto al volume totale.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sul galleggiamento.

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