PERCHE' UNA NAVE GALLEGGIA?
Rispondere alla semplice
domanda "Perchè una nave galleggia?" potrebbe sembrare una
delle cose più semplici e ovvie di questo mondo.
Sappiamo che l'acqua
esercita una pressione su un oggetto sempre in direzione ortogonale alla
superficie dell'oggetto e che questa cresce con l'aumentare della profondità.
Consideriamo un parallelepipedo,
o semplicemente una scatola, essa ha un certo peso, dovuto al fatto che
si trova sulla terra ove agisce la forza di gravità. Quando immergiamo
in acqua questa scatola l'acqua crea una pressione sulle pareti proporzionale
alla profondità. Da notare subito che le forze agenti sulle pareti
laterali, non hanno influenza ai fini della galleggiabilità, quindi
possiamo eliminarle. Invece le forze agenti dal basso verso l'alto,
quindi sul fondo della scatola rimangono.
Per poter visualizzare
le forze, l'uomo si è inventano uno strumento detto vettore, dotato
di punto di applicazione, direzione, verso, intensità. Poi si è
accorto che per analizzare il movimento di un oggetto non è importante
studiare ogni punto di esso, ma un punto particolare dove si pensa applicato
il peso agente su di esso ovvero il baricentro. Analogamente, tutte le
forze di pressione dovute all'acqua vengono prima raggruppate in
una forza complessiva detta risultante, applicata in un punto detto centro
di carena, ovvero centro della parte immersa.
Abbiamo visto allora
che esiste una forza verso il basso che è il peso, ed una forza
opposta che chiamiamo spinta idrostatica, ovvero generata dall'acqua (
ricordiamo il Principio di Archimede, un corpo immerso in un fluido riceve
una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del volume del liquido spostato).
Quando accade che il peso uguaglia la spinta si ha una situazione di equilibrio
ovvero la mia scatola sta ferma, cioè galleggia.
Riassumendo, la condizione di galleggiabilità
di una nave è:
PESO=SPINTA
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