Sebbene siano state diffuse per secoli nei mari di tutto il mondo, le grandi navi possono ancora essere un mistero per alcuni. Di fronte a costruzioni così grandiose, rimane una domanda: perché le navi galleggiano?

La risposta è più semplice di quanto sembri ed è stata svelata secoli fa da marinai e ingegneri in cerca di soluzioni per l'esplorazione marittima. In breve, si può rispondere con l'aiuto di due concetti.

Cerchiamo quindi di capire un po' di più sulla densità e sul Principio di Archimede, per soddisfare il dubbio.

Densità

La densità è un concetto definito dal rapporto tra la massa e l'unità di volume di una qualsiasi sostanza. Quindi, affinché un oggetto possa galleggiare, come una nave, la sua massa deve essere distribuita su un grande volume.

Questo perché maggiore è la distribuzione della massa, minore sarà la densità dell'oggetto. In altre parole, in termini semplici, la risposta alla domanda "perché le navi galleggiano?" è: perché la loro densità media è inferiore a quella dell'acqua.

Poiché gran parte dell'interno delle navi è costituito da aria, anche se la nave ha pesanti composti di acciaio, è ancora in grado di galleggiare.

Lo stesso principio si può osservare confrontando, ad esempio, un chiodo con una tavola di polistirolo: anche se il chiodo è più leggero, affonda a causa dell'alta densità rispetto alla bassa densità del polistirolo.

Principio di Archimede

Archimede è stato un matematico, ingegnere, fisico, inventore e astronomo greco vissuto nel III secolo a.C. Tra le sue ricerche, ha proposto un principio che può essere descritto come:

"Ogni corpo immerso in un fluido subisce l'azione di una forza (spinta) verticale verso l'alto, la cui intensità è pari al peso del fluido spostato dal corpo".

In altre parole, il peso di una nave che sposta l'acqua durante il suo movimento provoca una forza di reazione dell'acqua contro la nave. In questo caso, la risposta alla domanda "perché le navi galleggiano?" sarebbe qualcosa del tipo: perché l'acqua spinge la nave verso l'alto.

Una nave di 1.000 tonnellate, ad esempio, provoca una forza equivalente a 1.000 tonnellate d'acqua sullo scafo, garantendone il sostegno.

Perché le navi galleggiano anche in acque agitate?

Una nave è progettata in modo tale che, anche con il dondolio causato dalle onde, continui a galleggiare, perché il suo centro di gravità si trova al di sotto del centro di spinta, garantendo l'equilibrio della nave.

Quando un corpo galleggia, è soggetto all'azione di queste due forze. Quando i due centri coincidono, l'equilibrio è indifferente. In questi casi, quindi, l'oggetto rimane nella posizione in cui è stato collocato inizialmente. Questi casi, tuttavia, sono più comuni per gli oggetti completamente immersi.

Quando invece l'immersione è parziale, come nelle navi, l'inclinazione fa sì che il volume della parte mobile dell'acqua alteri il centro di spinta. Il galleggiamento è garantito quando l'equilibrio è stabile, cioè permette al corpo di tornare alla posizione iniziale.

Fonti : Azeheb, Scuola del Brasile, EBC, Museo Weg

Immagini : CPAQV, Insegnante del Kentucky, Crociere nel mondo, Scuola del Brasile