Il Principio di Archimede è la legge fondamentale che governa il fenomeno del galleggiamento ed esprime le condizioni di equilibrio di un corpo all'interno di un fluido.
L'Enunciato
"Un corpo immerso (totalmente o parzialmente) in un fluido riceve una spinta verticale, diretta dal basso verso l'alto, pari al peso della massa di fluido spostata."
L'intensità della spinta di Archimede (S) dipende quindi dalla densità del fluido (d), dal volume della porzione di corpo che vi è immersa (V) e dall'accelerazione di gravità (g).
L'Origine Fisica della Spinta
La spinta di Archimede non è una forza magica! Essa deriva direttamente dalla Legge di Stevino: un corpo immerso riceve una pressione su tutte le sue superfici. Tuttavia, la pressione alla sua base, essendo a una profondità maggiore, è più alta rispetto alla pressione che agisce sulla sua sommità. Questa differenza genera una forza risultante netta diretta verso l'alto, che chiamiamo spinta idrostatica.
Condizioni di Galleggiamento
Sull'oggetto agiranno due forze contrapposte: il suo Peso (P) (verso il basso) e la Spinta di Archimede (S) (verso l'alto).
- Se S > P, l'oggetto salirà fino ad emergere in parte (galleggia). Questo avviene quando la densità media dell'oggetto è minore di quella del fluido.
- Se S = P, l'oggetto resterà in equilibrio fluttuando completamente immerso.
- Se S < P, l'oggetto affonderà. Avviene quando la sua densità è maggiore del fluido in cui è immerso.