[Risolto] Fisica

@Andrea__

Se vogliamo tenere completamente sommersa la palla di sughero dobbiamo esercitare una forza minima F pari alla differenza tra la spinta di Archimede S e la forza peso P della boa. I vettori S e P hanno stessa direzione ma verso opposto.

Quindi:

F_min = S - P   (verso il basso. Stesso verso di P) 

Volendo tenere la palla completamente immersa, il volume immerso corrisponde al volume totale. Quindi:

S = d_H2O * g * V_palla 

P= m*g = d_sughero * g * V_palla 

dove:

V_palla = (4/3)*pi*R³ = (pi/6)*D³

La forza minima necessaria a tenere sotto la palla è:

F_min = (pi/6) * (d_H2O - d_sughero) * g * D³

Sostituendo i valori numerici:

d_H2O = 1000 kg/m³

d_sughero = 250 kg/m³

D= diametro = 20*10^ ( - 2)  m

g= 9,806 m/s²

si ricava:

F_min = 30,8 N =~ 31 N   (stesso verso di P, in basso) 

Volume palla di sughero = 4/3 pigreco r^3;

r = 20/2 = 10 cm;

V = 4/3 * 3,14 * 10^3 = 4189 cm^3 = 4,189 dm^3;

V = 4,189 * 10^-3 m^3; (volume in m^3).

Spinta di Archimede in acqua quando il sughero è tutto immerso:

F Arc = d * g * (V immerso) = 1000 * 9,8 * 4,189 * 10^-3 = 41,05 N; forza verso l'alto.

massa m = d sughero  * V = 250 * 4,189 * 10^-3 = 1,047 kg;

F peso = m * g = 1,047 * 9,8 = 10,26 N; (Forza peso verso il basso);

F risultante verso l'alto = 41,05 - 10,26 = 30,8 N.

La palla di sughero viene spinta  verso l'alto, quindi per tenerla immersa per tutto il suo volume occorre una forza vero il basso pari a 30,8 N;

F = 31 N (circa) verso il basso.

@andrea__  ciao.