Legge di Archimede: esperimento

Di Redazione Studenti.

Spiegazione ed esperimento sulla legge di Archimede: cosa dice il principio, la formula e la dimostrazione della condizione di equilibrio nel galleggiamento

Introduzione

Dimostrazione del principio di Archimede
Dimostrazione del principio di Archimede — Fonte: istock

La legge di Archimede è una delle regole fondamentali della fisica. Grazie a questi enunciati, possiamo studiare ogni fenomeno che si manifesta. Secondo questa legge:

un corpo immerso in un fluido, gas o liquido, riceve una spinta verticale a partire dal basso verso l'alto. Questa spinta è pari al peso che ha il fluido nel volume spostato. Quindi il peso del fluido spostato corrisponde al peso del fluido che occupa un volume uguale a quello immerso.

Teniamo a mente che non conta se il corpo si trovi immerso parzialmente o completamente nel fluido.

Questa legge prende il nome dallo scienziato che la scoprì, ovvero Archimede: pare che immerso all'interno della vasca da bagno notò il fenomeno ispiratore di questo enunciato. Secondo la leggenda, il re Gerone chiese ad Archimede di determinare l'autenticità di una corona d'oro. Doveva verificare se il materiale di forgiatura fosse solo il metallo prezioso oppure un'aggiunta di qualche altro metallo per aumentarne il peso. Archimede riuscì a dimostrare la composizione della corona. Osservò che quando s'immergeva nella vasca da bagno, il livello dell'acqua si alzava.

In questa guida vedremo come realizzare un semplice esperimento, per verificare la validità della legge di Archimede, e per dedurre le eventuali implicazioni fisiche.

Occorrente

  • Sostegno in metallo
  • 4 campioni di massa imprecisata
  • 1 contenitore graduato
  • Acqua
  • Dinamometro

La legge di Archimede: formula

La legge di Archimede prende anche il nome di spinta idrostatica. La formula di questa legge è:

  • Fa = Pf * g * V.

"Fa" sta per Forza di Archimede, "Pf" per Peso del fluido, "g" per accelerazione di gravità e "V" per volume. A partire quindi dalla definizione, possiamo dedurre che la spinta è indipendente dalla forma del corpo, ma anche dalla profondità alla quale si trova questo corpo.

La dimostrazione della legge

Per realizzare questo esperimento, dovremo procurarci un sostegno in metallo. Questo si compone di uno statino, un asse di sostegno, un morsetto e un serrafilo.

Aggiungiamo quindi un po' d'acqua all'interno di una bacinella graduata. In questo modo potremo facilmente misurare il suo volume. Quindi procediamo inserendo i corpi, che dovranno avere massa indefinita. Misuriamo l'innalzamento del livello dell'acqua causato dalla presenza di queste masse al suo interno. In questo modo riusciremo a dimostrare la legge di Archimede, a partire da un esperimento davvero semplicissimo.

La raccolta dei dati in una tabella

Prima dell'inizio dell'esperimento assicuriamoci di avere a portata di mano una tabella utile per inserire i dati raccolti durante questo esperimento. Noteremo facilmente che il livello dell'acqua, senza l'immersione del corpo è sempre costante. All'immersione di corpi aventi pesi diversi invece, il livello dell'acqua s'innalzerà in modo irregolare, e questi resteranno immersi in modo differente.

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