Immaginate di immergere nell’acqua un oggetto “molto pesante”, per esempio una grossa pietra. Tutti sappiamo che la pietra andrà a fondo. Immaginate ora di immergere un oggetto “molto leggero”, per esempio un pallone di plastica. Che cosa pensate che farà, una volta lasciato andare? Ebbene, il pallone, se privo di fori, non si riempirà di acqua e tornerà a galla. Esso riceve una spinta dal basso verso l’alto che si chiama spinta di Archimede, dal nome del grande scienziato siracusano che comprese per primo questo fenomeno. A dire la verità, anche la pietra riceve una spinta di Archimede quando viene immersa nell’acqua, tuttavia in questo caso la spinta è più piccola del suo peso, e la pietra va a fondo. Tutti i corpi immersi nell’acqua ricevono questa spinta verso l’alto, ma non per tutti questa spinta è sufficiente a farli galleggiare. Potremmo quindi concludere che gli oggetti pesanti vanno a fondo mentre quelli leggeri galleggiano, ma la realtà è diversa. Cosa c’è di sbagliato in questa affermazione? Pensiamo alla pietra di prima, e prendiamo una grossa barca, pesante come la pietra. Ebbene, la barca galleggia nel mare, anche se è pesante come la pietra. In questo caso è la spinta di Archimede che è più grande, e fa galleggiare la barca.
Come facciamo a capire quanto grande è questa spinta di Archimede? Essa dipende dalla quantità di acqua spostata dall’oggetto che viene immerso. Ecco perché una barca riceve una spinta molto più grande di una pietra a parità di peso: la barca sposta una quantità di acqua maggiore. I pesci, gonfiando più o meno la vescica natatoria quando sono immersi, possono fare variare la quantità di acqua che spostano, e di conseguenza la spinta di Archimede che ricevono, a parità di peso. In questo modo possono andare su e giù senza nuotare. La spinta di Archimede esiste non solo nell’acqua, ma in tutti i fluidi, cioè nei liquidi e nei gas. Esempi di “oggetti che galleggiano” nei fluidi sono le bollicine di anidride carbonica nelle bibite gassate; i palloncini di elio che galleggiano nell’aria, che se lasciati liberi continuano a salire; le mongolfiere nell’aria.

Esperimento 1 – Verifica dell’esistenza della spinta di Archimede anche per gli oggetti che affondano nell’acqua.

 Procuratevi una serie di piccoli oggetti che affondano in acqua, una brocca piena d’acqua, una bilancia a molla (dinamometro), una retina come quelle che contengono l’aglio al supermercato. Verificate che tutti gli oggetti scelti vadano a fondo se immersi nella brocca. Inserite gli oggetti uno per volta nella retina, agganciate la retina alla bilancia e pesateli fuori dall’acqua e poi dentro l’acqua (immergendo la retina completamente nella brocca).
Cosa si osserva?
Per ogni oggetto, il peso misurato fuori dall’acqua è più grande di quello misurato dentro l’acqua. Questa differenza è proprio la spinta di Archimede.