Principio di archimede, interazione tra fluidi e corpi, non ho capito molto bene...

[Jarni]

Originariamente inviato da jumpjack

video?

No. Fisica.

[jumpjack]

Originariamente inviato da Jarni

No. Fisica.

intendevo dire che mi piacerebbe vedere un video che mostra la validità della teoria....
Va bene anche con una semisfera di legno (magari è pu' facile da trovare).

Ma forse è impossibile, magari solo una semisfera IDEALE non viene su, qualunque sfera reale avrà sempre i bordi abbastanza arrotondati da permettere all'acqua di insinuarsi...

[Dumah Brazorf]

Si stà andando OT, il principio di Archimede parla di galleggiamento, altre interazioni tipo effetto ventosa o tensione superficiale non sono considerate.

[jumpjack]

Originariamente inviato da Dumah Brazorf

Si stà andando OT, il principio di Archimede parla di galleggiamento, altre interazioni tipo effetto ventosa o tensione superficiale non sono considerate.

non parlo di ventosa, parlo di... impossibilità del principio di archimede ad agire causa indisponibilità di superfici oblique adeguate.

Originariamente inviato da jumpjack

non parlo di ventosa, parlo di... impossibilità del principio di archimede ad agire causa indisponibilità di superfici oblique adeguate.

Sarebbe un effetto di adesione, un equilibrio comunque instabile e difficilmente realizzabile.
Non e' che un quadro appeso al contrario viola la gravitazione.

[jumpjack]

Originariamente inviato da mixkey

Sarebbe un effetto di adesione, un equilibrio comunque instabile e difficilmente realizzabile.
Non e' che un quadro appeso al contrario viola la gravitazione.

Ma se la "quantità di superficie" disponibile per la spinta verso l'alto è inferiore a quella disponibile per la spinta verso il basso, il corpo andrà a fondo?

Cioe', un oggetto con profilo alare affonda se sta fermo e galleggia se si muove?

Voglio dire, se l'acqua agisce sul corpo perpendicolarmente alla sua superficie in ogni punto, in teoria se la quantità di punti che hanno perpendicolare verso il basso è superiore a quella con perpendicolari verso l'alto, la pressione dell'acqua dovrebbe prevalere sulla spinta di galleggiamento.... o no?

[Jarni]

Originariamente inviato da jumpjack

Ma se la "quantità di superficie" disponibile per la spinta verso l'alto è inferiore a quella disponibile per la spinta verso il basso, il corpo andrà a fondo?

Cioe', un oggetto con profilo alare affonda se sta fermo e galleggia se si muove?

Voglio dire, se l'acqua agisce sul corpo perpendicolarmente alla sua superficie in ogni punto, in teoria se la quantità di punti che hanno perpendicolare verso il basso è superiore a quella con perpendicolari verso l'alto, la pressione dell'acqua dovrebbe prevalere sulla spinta di galleggiamento.... o no?

No.
La forma non conta, dato che è scomponibile in infinitesime superfici orizzontali e verticali: il risultato è che abbiamo tante facce "su" quante "giu", tante "sinistra" quante "destra", tante "davanti" quante "dietro".
Il trucco è che sulle facce "su" agisce il peso dell'acqua che sta sopra all'oggetto, sulle facce "giù" agisce il peso dell'acqua che sta sopra+il peso dell'acqua che dovrebbe occupare il volume e la posizione dell'oggetto.
Quindi la spinta da sotto è maggiore, e non dipende nemmeno dalla profondità a cui si trova l'oggetto.
Ora, se il peso specifico dell'oggetto è minore di quello dell'acqua, la forza "in più" che viene dal basso è maggiore dle peso dell'oggetto, e quindi galleggia. Se il peso specifico è maggiore, la forza "surplus" non è sufficiente a vincere il peso dell'oggetto, il quale affonda.
Se poi l'oggetto si muove entra in gioco la fluidodinamica e lì il profilo alare conta: vedasi "aliscafo".

[jumpjack]

Originariamente inviato da Jarni

Ora, se il peso specifico dell'oggetto è minore di quello dell'acqua, la forza "in più" che viene dal basso è maggiore dle peso dell'oggetto,

il fatto è che non riesco a immaginare/calcolare la risultante delle forze che spingono verso l'alto. Anzi, non riesco proprio a capire da dove proviene la componente verticale verso l'alto. Cioe', a livello... medioscopico (non è ne' micro ne' macro!), cos'e' che spinge i pezzi di legno fuori dall'acqua?!? La gravità tira l'acqua verso il basso, e quindi l'acqua spinge il legno verso l'alto?....

[Dumah Brazorf]

Che ne dici del principio di azione e reazione?

[CRL]

Se un oggetto ha peso specifico inferiore a quello dell'acqua galleggera' sempre, indipendentemente dalla forma o dimensione.

Se un oggetto ha peso specifico superiore a quello dell'acqua questo galleggia solo se la sua forma e' tale che immerso in acqua il peso dell'acqua che sposta e' superiore al suo peso, e quindi la spinta lo tiene a galla.

Per capire cosa sia la spinta immagina di immergere un bicchiere di plastica in acqua, l'acqua a contatto con le pareti ed il fondo e' ad una determinata pressione determinata dalla profondita' e dalla densita' dell'acqua stessa, e quindi spinge contro le pareti ed il fondo del bicchiere; se questo non e' abbastanza pesante l'acqua tende a spingerlo fuori.

Discorso a parte e' la tensione superficiale, che vale solo per oggetti appoggiati alla superficie, questa ad esempio fa si' che uno spillo appoggiato orizzontalemnte sull'acqua galleggi, ma se lo si immerge affonda.

Probabilmente nel caso del foglio di pongo se si riesce a farlo particolarmente sottile e grande la tensione superificiale puo' tenerlo su, ma e' lo stesso di un foglio d'alluminio per esempio, se l'appoggi sull'acqua galleggia per tensione superficiale, anche se l'alluminio ha una densita' quasi 3 volte quella dell'acqua, ed infatti appena comincia ad avere l'acqua da entrambi i lati affonda.

- CRL -

[jumpjack]

Originariamente inviato da Dumah Brazorf

Che ne dici del principio di azione e reazione?

dico che non c'entra un tubo, il principio di archimede riguarda oggetti statici, non in movimento.

insomma nessuno sa la dimostrazione del principio a livello di forze applicate sulla superficie dell'oggetto?

[CRL]

La spiegazione a livello di forze e' semplicissima:

Immagina che il corpo sia un cilindro immerso verticalemnte in acqua fino ad una profondita' D, la pressione alla base del cilindro e'

p=(densita' H2O)*D

La forza risultante sulla base del cilindro e' la pressione per l'area di base:

F=p * A = (densita' H2O) * D* A= (densita' H2O) * (Volume Cilindro)

La densita' dell'acqua per il volume del cilindro immerso e' uguale al peso dell'acqua contenuta nel cilindro, che e' proprio quella spostata dal cilindro quando lo si immerge, quindi il corpo immerso riceve una spinta verso l'alto pari al peso dell'acqua spostata.

Cambiando forma le pressioni laterali si equivalgono sempre e quindi danno contributo nullo (se no immergendo il corpo questo dovrebbe essere spinto lateralmente dall'acqua), e quella di base puo' essere suddivisa in microscopici cilindretti e poi integrata.

- CRL -

[Jarni]

Originariamente inviato da jumpjack

il fatto è che non riesco a immaginare/calcolare la risultante delle forze che spingono verso l'alto. Anzi, non riesco proprio a capire da dove proviene la componente verticale verso l'alto. Cioe', a livello... medioscopico (non è ne' micro ne' macro!), cos'e' che spinge i pezzi di legno fuori dall'acqua?!? La gravità tira l'acqua verso il basso, e quindi l'acqua spinge il legno verso l'alto?....

I fluidi hanno la peculiarità di cambiare direzione ad una forza in modo spontaneo.
Allora, un oggetto immerso occupa un certo volume, che prima era occupato dall'acqua. Dov'è finita questa quantità d'acqua?
E' andata ad alzare il livello del fluido, che prima era più basso(esempio del bicchiere che trabocca...).
Quindi c'è un peso in più che preme su tutta la superficie superiore del fluido, no?
Adesso prendi l'esempio dei vasi comunicanti.
E' come se avessimo due tubi, uno pieno d'acqua (tubo n.1) e uno pieno di acqua+oggetto(tubo n.2).
Entrambi i tubi sono collegati sul fondo.
Se l'oggetto ha densità minore dell'acqua, è chiaro che nel tubo che lo contiene(tubo n.2) c'è meno massa del tubo che contiene solo acqua(tubo n.1).
Quindi il tubo pieno d'acqua esercita una forza superiore a quella esercitata dall'altro tubo.
La differenza delle forze tenderà a spingere in su il contenuto del tubo n.2.
MA nel tubo n.2 l'acqua non può essere spinta in su, poiché un m3 d'acqua non può spostare un m3 d'acqua. Quindi l'unica cosa che può muoversi è l'oggetto, che pesa meno dell'acqua, a parità di volume.
In pratica, dato V il volume dell'oggetto, i due tubi sono identici tranne il fatto che nel tubo n.1 c'è un volume V d'acqua che pesa di più dell'oggetto di volume V nel tubo n.2.
La meccanica dei fluidi fa il resto.

P.S.
Tutto ciò presuppone che il fluido sia INCOMPRIMIBILE(densità costante).
Per fortuna i liquidi possono ritenersi con buona approssimazione incomprimibili... ma i GAS NO.

[CRL]

Jarni, il tuo discorso presuppone che un corpo galleggi solo se il livello dell'acqua si alza, ma questo non e' vero, se riempi una bacinella fino all'orlo e poi ci immergi un oggetto tutta l'acqua spostata esce dalla bacinella, il livello rimane uguale, ma l'oggetto galleggia lo stesso.

E' la pressione dell'acqua a far galleggiare i corpi, come si vede dal mio post precedente.

- CRL -

[Dumah Brazorf]

Originariamente inviato da Dumah Brazorf

Che ne dici del principio di azione e reazione?

Originariamente inviato da jumpjack

dico che non c'entra un tubo, il principio di archimede riguarda oggetti statici, non in movimento. :

Ma non mi dire!
Io dico invece che immergendo un oggetto in un liquido (azione) si riceve una spinta dal basso verso l'alto (reazione) uguale per intensità al peso del volume del liquido spostato.
Le stesse chiappe su cui sei seduto staticamente esercitano un'azione sulla sedia che controbatte con una reazione uguale e contraria. Non ci affondi perchè sei su un solido.

[jumpjack]

Originariamente inviato da Dumah Brazorf

Ma non mi dire!
Io dico invece che immergendo un oggetto in un liquido (azione) si riceve una spinta dal basso verso l'alto (reazione) uguale per intensità al peso del volume del liquido spostato.
Le stesse chiappe su cui sei seduto staticamente esercitano un'azione sulla sedia che controbatte con una reazione uguale e contraria. Non ci affondi perchè sei su un solido.

Quella si chiama reazione vincolare, il principio di azione/reazione è quello della conservazione della quantità di moto.

Stando seduto non faccio nessuna azione, mi sto riposando.

[Jarni]

Originariamente inviato da CRL

Jarni, il tuo discorso presuppone che un corpo galleggi solo se il livello dell'acqua si alza,

e se l'oggetto ha densità minore dell'acqua

ma questo non e' vero, se riempi una bacinella fino all'orlo e poi ci immergi un oggetto tutta l'acqua spostata esce dalla bacinella, il livello rimane uguale, ma l'oggetto galleggia lo stesso.

Sì, ma l'acqua non è la stessa di prima.
Il livello è lo stesso perché manca dell'acqua, ma se levi l'oggetto il livello s'abbassa.

Mettiamo di avere 1L d'acqua nella bacinella. Immergo l'oggetto e traboccano 0.1L. Abbiamo quindi l'oggetto immerso in 0.9L d'acqua e i livello di quest'ultima è pari al bordo della bacinella.
Se levo l'oggetto il livello s'abbassa, no?
Quindi l'acqua "cadendo" ha spinto in su l'oggetto.

Il discorso del livello d'acqua non va visto tra il prima e dopo, bensì tra le due configurazioni con quantità d'acqua costante:

1) oggetto immerso
2) oggetto non immerso

E' la pressione dell'acqua a far galleggiare i corpi, come si vede dal mio post precedente.

E la pressione dell'acqua chi la crea? Il peso dell'acqua.
La spinta di galleggiamento è dovuta al peso di un certo volume d'acqua che è stata "dislocata", cioè spostata... verso l'alto.
Se fosse solo la pressione idrostatica, la spinta di galleggiamento varierebbe con la profondità, invece è indipendente da essa.

[jumpjack]

E' la pressione dell'acqua a far galleggiare i corpi, come si vede dal mio post precedente.

Sicuramente il principio di archimede dipende dalla pressione, visto che la pressione dipende dal peso dell'acqua e pure la spinta di archimede dipende dal peso dell'acqua.

Pero' il tuo "post precedente" non mi convince, me lo rileggo altre 5 o 6 volte..

Mi lascia perplesso la tua formula...
p=(densita' H2O)*D

La densità e' Kg/m^3 , la profondità D e' in metri, quindi verrebbe Pressione = Kg/m^2... ma la Pressione è newton/m^2, cioe Kg/(s^2 * m) , quindi non torna.

Insomma, mi devo studiare la pressione (che comunque non risolverà il mio "dubbio medioscopico" sulle risultanti delle forze).

[CRL]

Originariamente inviato da Jarni

e se l'oggetto ha densità minore dell'acqua

Questo e' un errore comune, e non e' cosi', come gia' detto da molti.

Originariamente inviato da Jarni

E la pressione dell'acqua chi la crea? Il peso dell'acqua.
La spinta di galleggiamento è dovuta al peso di un certo volume d'acqua che è stata "dislocata", cioè spostata... verso l'alto.
Se fosse solo la pressione idrostatica, la spinta di galleggiamento varierebbe con la profondità, invece è indipendente da essa.

No. Non e' l'acqua che viene spostata a creare il supplemento di spinta che serve al galleggiamento, e' semplicemente la pressione idrostatica dell'acqua stessa, che e' certamente dovuta al suo peso.

Il fatto che sia indipenente dalla profondita' dipende dal fatto che se immergi completamente un corpo hai una pressione pure sulla faccia superiore che lo spinge giu', e bilancia il supplemento di quella sulla faccia inferiore verso l'alto.

In pratica rispetto alle formule du cui sopra se aggiungi a D una profondita' H, la spinta sotto e' gamma * (D+H) ; quella sopra é (-) gamma * H ; e la spinta risultante e' sempre gamma* D. Per questo e' indipendente dalla profondita'.

Una pallina galleggia nell'oceano per la densita' dell'acqua e quindi la pressione dell'acqua, e non perche' ne ha innalzato il livello.

Nell'esempio della bacinella, se fosse come dici tu, e l'acqua cadendo avesse spinto l'oggetto verso l'alto, una volta uscita questa azione come permarrebbe? L'oggetto dovrebbe affondare.

Se pensi ad esempio ad una pallina nell'oceano, questa galleggia non certo perche' l'oceano si alza, che e' una quantita' trascurabile, ma perche' la densita' dell'acqua e' maggiore di quella dell'aria, e quindi riceve una spinta verso il basso maggiore di quella verso l'alto, e questa bilancia il suo peso.

- CRL -

[Jarni]

Originariamente inviato da jumpjack

Sicuramente il principio di archimede dipende dalla pressione, visto che la pressione dipende dal peso dell'acqua e pure la spinta di archimede dipende dal peso dell'acqua.

Pero' il tuo "post precedente" non mi convince, me lo rileggo altre 5 o 6 volte..

Mi lascia perplesso la tua formula...
p=(densita' H2O)*D

La densità e' Kg/m^3 , la profondità D e' in metri, quindi verrebbe Pressione = Kg/m^2... ma la Pressione è newton/m^2, cioe Kg/(s^2 * m) , quindi non torna.

Insomma, mi devo studiare la pressione (che comunque non risolverà il mio "dubbio medioscopico" sulle risultanti delle forze).

Manca la costante d'accelerazione gravitazionale terrestre g=9.8 m/s2.