Perché una nave d'acciaio galleggia?
Butta un bullone in acqua e affonda subito. Eppure una nave d'acciaio da centomila tonnellate galleggia tranquilla. Non è perché sia leggera: è perché sposta tantissima acqua.
Prima guardalo, poi leggi i dettagli
Un minuto di animazione per capire il meccanismo a colpo d'occhio.
La spinta dell'acqua
Tutto parte da un principio scoperto più di duemila anni fa e attribuito ad Archimede. Un corpo immerso nell'acqua riceve una spinta verso l'alto pari al peso dell'acqua che sposta.
Più acqua un oggetto sposta, più forte è la spinta che riceve. Se la spinta è uguale al suo peso, galleggia. Se è minore, affonda. Lo sperimenti anche tu quando entri in piscina: in acqua ti senti più leggero, perché l'acqua che sposti ti spinge verso l'alto.
Il trucco dello scafo cavo
Un pezzo d'acciaio pieno sposta pochissima acqua, solo quella del suo volume, che è piccolo rispetto al suo peso. La spinta non basta, e affonda.
Una nave invece ha uno scafo cavo: l'acciaio forma solo il guscio esterno, e dentro c'è soprattutto aria. Così la nave, nel suo insieme, occupa un volume enorme. La sua densità media, cioè il peso diviso per il volume, è più bassa di quella dell'acqua.
Per questo la nave affonda solo in parte: scende finché la parte immersa ha spostato una quantità d'acqua che pesa esattamente quanto lei.
Cosa succede quando la carichi
Se carichi la nave con merci o passeggeri, il suo peso aumenta. A quel punto la spinta non basta più, e la nave scende un po' di più nell'acqua.
Scendendo, sposta altra acqua e la spinta cresce, finché torna a essere uguale al peso. È un equilibrio che si regola da solo: più carico, più scafo immerso.
La linea di galleggiamento
C'è però un limite. Se la nave scende troppo, l'acqua può arrivare troppo vicino al bordo e diventa pericolosa con le onde.
Per questo sullo scafo è dipinta la linea di galleggiamento: indica fino a dove la nave può immergersi, e quindi quanto si può caricare in sicurezza.
In sintesi
Una nave non galleggia perché è leggera: pesa moltissimo. Galleggia perché, grazie alla sua forma cava, spinge via tanta acqua quanta ne serve a reggere il suo peso.
È lo stesso motivo per cui una pallina di plastilina affonda, ma la stessa plastilina modellata a forma di barchetta resta a galla.
Lo sapevi?
- La spinta che fa galleggiare una nave è uguale al peso dell'acqua che sposta.
- Una nave carica affonda un po' di più finché la spinta torna uguale al suo peso.
- La stessa quantità di plastilina affonda a forma di palla e galleggia a forma di barchetta.
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