Peso e spinta: perché una barca galleggia
1La lezione in parole semplici
Una barca galleggia perché l’acqua che sposta pesa quanto la barca stessa. Due punti, G e B, spiegano tutto.
Il peso verso il basso
Tutto a bordo ha un peso: scafo, motore, chiglia, acqua, carburante, equipaggio. Il peso complessivo agisce come se tirasse verso il basso attraverso un unico punto, il baricentro, indicato con G. Quando sposti, aggiungi o togli pesi, anche G si sposta. I pesi in basso mantengono G basso.
La spinta verso l’alto
L’acqua spinge verso l’alto la parte immersa dello scafo. Questa forza è la spinta idrostatica. Il principio di Archimede dice che la spinta è uguale al peso dell’acqua spostata dallo scafo. La barca si immerge finché quell’acqua pesa esattamente quanto la barca. Il peso della barca si chiama dislocamento.
Il centro di carena
La spinta agisce come se spingesse verso l’alto attraverso un unico punto, il centro di carena, indicato con B. B è il centro del volume immerso dello scafo. Quando cambia la forma della parte immersa, B si sposta.
Dritta e ferma
Una barca ferma galleggia con G e B sulla stessa verticale. Il peso agisce verso il basso, la spinta verso l’alto, e si equilibrano. Se aggiungi peso, la barca si immerge un po’ di più finché la spinta torna a equilibrarlo. Per questo una barca carica è più immersa e ha meno bordo libero, l’altezza del bordo della coperta sopra l’acqua.
Acqua salata e dolce
L’acqua salata è più densa di quella dolce. Per galleggiare, una barca deve spostare un volume minore di acqua salata. Passando dal mare a un fiume o lago, si immerge quindi un po’ di più: il volume immerso aumenta di circa il 2–3 %.
2Dati chiave
- Archimede
- Spinta = peso dell’acqua spostata
- Galleggiamento
- Dislocamento (peso della barca) = spinta
- Acqua di mare
- Circa 1,025 t per m³
- Acqua dolce
- Circa 1,000 t per m³: la barca si immerge un po’ di più
3Punti chiave
- 1
G è il punto in cui agisce tutto il peso; si sposta quando sposti i pesi.
- 2
B è il centro del volume immerso; la spinta agisce verso l’alto attraverso B.
- 3
Quando galleggia ferma, la barca pesa quanto l’acqua che sposta.
- 4
A barca dritta e ferma, G e B sono sulla stessa verticale.
- 5
Più carico significa maggiore immersione e meno bordo libero.
4Errori frequenti
Errore: Una barca pesante galleggia perché è costruita con materiali leggeri.
Corretto: Anche le navi d’acciaio galleggiano. Qualsiasi barca galleggia finché lo scafo sposta acqua che pesa quanto la barca stessa.
Errore: G e B sono punti fissi segnati dal costruttore.
Corretto: G si sposta ogni volta che sposti pesi a bordo; B si sposta quando cambia la forma della parte immersa, per esempio quando la barca si inclina, cioè sbanda.
5Caso pratico e chiavi d'esame
Dopo aver imbarcato amici e provviste, la fascia di galleggiamento della tua barca è sommersa e il bordo libero è molto ridotto. Un amico propone di spostare tutto sulla tuga. È una buona soluzione?
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No. Il peso aggiunto richiede di spostare più acqua, quindi la barca si immerge di più. Spostare le provviste sulla tuga, il tetto della cabina, non elimina peso: alza G. B è il centro del nuovo volume immerso. Tieni le provviste pesanti in basso e al centro, controlla il limite di carico e togli il carico in eccesso.
Chiavi d'esame
- Archimede: la spinta è uguale al peso dell’acqua spostata.
- G = baricentro (peso verso il basso). B = centro di carena (spinta verso l’alto).
- A barca dritta e ferma: peso = spinta, con G e B sulla stessa verticale.
- L’acqua dolce è meno densa di quella di mare: la barca si immerge di più.
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