Spinta idrostatica
Che cos'è e quanto vale la spinta idrostatica?
Vuoi sapere che cos'è la spinta idrostatica?
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Se si continua con la lettura dell'articolo. In questa pagina del sito vedremo infatti che cos'è la spinta idrostatica, quanto vale e qual è la formula per calcolarla.
La spinta idrostatica è la spinta diretta dal basso verso l'alto che un corpo riceve quando è immerso in un fluido (ad esempio l'acqua, ma non solo); tale spinta corrisponde al peso del fluido spostato.
In altre parole, immergendo un corpo in un fluido (ad esempio acqua), il corpo immerso sposterà una certa quantità di acqua. Il corpo riceverà una spinta (detta spinta idrostatica) diretta dal basso verso l'alto pari al peso dell'acqua spostata.
La scoperta della spinta idrostatica si deve ad Archimede di Siracusa, scienziato greco vissuto nel terzo secolo avanti Cristo.
Formula per il calcolo della spinta idrostatica
La formula per il calcolo della spinta idrostatica è la seguente:
S = m ∙ g
in cui:
- S è la spinta idrostatica (N);
- m è la massa del fluido spostato (kg);
- g è l'accelerazione di gravità che vale 9,8 m/s2.
Ricordando la definizione di densità come rapporto tra massa e volume (ρ = m/V) possiamo calcolare la massa del liquido spostato come prodotto della densità ρ del liquido per il volume spostato:
m = ρ ∙ V
Il volume di liquido spostato coinciderà proprio col volume del corpo immerso per cui la spinta idrostatica in definitiva è pari a:
S = ρ ∙ V ∙ g
in cui:
- ρ è la densità del fluido (kg/m3);
- V è il volume del corpo immerso (m3);
- g è l'accelerazione di gravità (m/s2).
Corpo immerso in un fluido e spinta idrostatica
Un corpo immerso in un fluido è soggetto a due forze diverse: la forza peso diretta verso il basso e la spinta idrostatica diretta verso l'alto; tramite dei vettori è possibile rappresentare le forze agenti sul corpo.
Si possono presentare tre casi in relazione ai valori della forza peso P del corpo e della spinta idrostatica S che esso riceve in quanto immerso.
- Se P > S allora il corpo affonda;
- Se P = S il corpo è in equilibrio in ogni posizione si trovi all'interno del fluido;
- Se S > P il corpo galleggia.
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