PRINCIPIO DI ARCHIMEDE (SPINTA IDROSTATICA)


  1. Un cubo di legno di lato 20 cm viene immerso in acqua. Sapendo che la densità del legno è di 714 kg/m³ determina di quanto il cubo emerge dall'acqua. (R: 5.7 cm)
  1. Usando una palla di sughero (240 kg/m³) si vuole tenere sospeso nell'acqua un cubo di piombo (11000 kg/m³) di lato L mm. Calcolare il minimo raggio della palla di sughero che consente questa operazione.(R: 0.015·L m)
  1. Un tronco galleggia in un fiume con un quarto del suo volume al di sopra della superficie dell'acqua. Qual'è la densità del tronco ? (R: 750 kg/m³)
  1. Una zattera quadrata di lato 3 m e spessa 10 cm è realizzata con legno avente densità relativa pari a 0.6. Quante persone di 70 kg possono stare sulla zattera senza bagnarsi i piedi in condizioni di mare calmo ? (5 persone)
  1. Un pallone viene riempito con gas elio (0.18 kg/m³) ed utilizzato per sollevare in aria (1.29 kg/m³) un corpo di volume trascurabile e di massa 300 kg molto maggiore di quella del pallone. Qual'è il minimo volume di elio richiesto ? (R: 270 m³)
  1. Il dirigibile Hindenburg fu il più grande oggetto volante mai costruito. Misurava circa 245 m di lunghezza con un volume di 2·105 m³, aveva una velocità massima di 135 km/h e poteva trasportare un carico di 19 t fra passeggeri e posta. Fu progettato per essere riempito con elio He (0.1785 kg/m³), ma a causa dell’embargo alla Germania da parte degli Stati Uniti fu messo in servizio utilizzando il più leggero idrogeno (0.0899 kg/m³). Al contrario dell’elio, però, l’idrogeno è infiammabile. Il 6 maggio 1937 il dirigibile prese fuoco nella fase di attracco causando la morte di 36 persone e la fine dell’era dei grandi dirigibili.
    1. Determina la massa totale del dirigibile.
    2. Calcola quanto aumentò la capacità di carico avendo utilizzato l’idrogeno al posto dell’elio
    3. Calcola la pressione dell’elio all’interno dell’Hinderburg per una temperatura esterna di 0 °C.