Il fissaidee

Il galleggiamento di un corpo (o l’affondamento, più o meno rapido) è uno dei fenomeni connessi ai liquidi maggiormente noto e facilmente osservabile. Ed è altrettanto noto che la legge empirica che governa il comportamento di un corpo (galleggiamento o affondamento) è stata individuata da Archimede intorno al 3° secolo a.C. Non richiameremo qui il notissimo episodio che ha per protagonista la corona di presunto oro del tiranno di Siracusa, Gerone. Tuttavia è opportuno ricordare un aspetto di questo episodio aneddotico: Archimede ebbe l’illuminazione (Eureka!) che lo condusse a risolvere il quesito postogli da Gerone (la corona è tutta d’oro, oppure no?) allorché immergendosi nella vasca da bagno percepì di sentirsi più leggero. Poiché il suo peso non poteva essere cambiato (come dimostrato dalla constatazione che uscito dall’acqua ritornava a percepire il suo peso normale) concluse che era l’acqua a esercitare sul suo corpo un’azione (noi oggi utilizziamo il termine “forza”) che contrasta il peso, e quindi diretta verso l’alto.

Il principio formulato da Archimede, espresso in linguaggio moderno, afferma che allorché un corpo è immerso (totalmente o parzialmente) in un liquido, quest’ultimo esercita sul corpo una forza diretta verso l’alto di intensità pari al peso del liquido spostato dalla parte immersa del corpo (eventualmente tutto). È chiaro quindi che il comportamento del corpo (galleggia o affonda?) dipende dal confronto tra l’intensità della sua forza peso, \( F_p \) , e quella della forza esercitata dal liquido, \( F_A \) (che chiameremo forza di Archimede o, più propriamente, forza idrostatica). È opportuno ricordare che in relazione al principio di Archimede spesso viene utilizzato il termine “spinta” come sinonimo di forza.
Alla luce di quanto detto, il corpo sprofonda se \( F_p>F_A^{max} \)dove \( F_A^{max} \) indica il massimo valore che può assumere la forza idrostatica, corrispondente a quando il corpo è completamente immerso e quindi il volume di liquido spostato è il massimo possibile. In caso contrario il corpo galleggia, emergendo più o meno dal liquido.