Quando un oggetto è immerso in un fluido (liquido o gas), subisce una forza verso l'alto chiamata forza di galleggiamento. Questa forza è uguale al peso del fluido spostato dall'oggetto. In altre parole, la quantità di acqua spostata da un oggetto determina quanta forza di galleggiamento agisce su di esso.

La forza di galleggiamento agisce nella direzione opposta alla gravità e riduce il peso apparente dell'oggetto. Questo è il motivo per cui gli oggetti immersi nell'acqua sembrano più leggeri che nell'aria.

L'entità della forza di galleggiamento è data da:

$$B =\rho_{fluido}Vg$$

Dove:

- B è la forza di galleggiamento

- ρ_{fluido} è la densità del fluido

- V è il volume del fluido spostato dall'oggetto

- g è l'accelerazione dovuta alla gravità

Densità

La densità è una misura di quanta materia è racchiusa in un determinato volume. Più materia ha un oggetto, più è denso. Ad esempio, il piombo è più denso dell’acqua, mentre l’aria è meno densa dell’acqua.

Quando un oggetto è immerso in un fluido, la forza di galleggiamento agisce nella direzione opposta al peso del fluido spostato dall'oggetto. Se l'oggetto è più denso del fluido, il peso del fluido spostato è inferiore al peso dell'oggetto e l'oggetto affonda. Se l'oggetto è meno denso del fluido, il peso del fluido spostato è maggiore del peso dell'oggetto e l'oggetto galleggia.

Nel caso di un oggetto immerso nell'acqua, la forza di galleggiamento è maggiore del peso dell'oggetto perché la densità dell'acqua è maggiore della densità della maggior parte degli oggetti. Questo è il motivo per cui gli oggetti sembrano più leggeri quando sono immersi nell'acqua.

Applicazioni della forza di galleggiamento

Il principio della spinta idrostatica ha numerose applicazioni nella vita quotidiana e nella tecnologia. Alcuni esempi includono:

- Navi e sottomarini:la forza di galleggiamento che agisce sulle navi e sui sottomarini li mantiene a galla sull'acqua. Le navi sono progettate per avere un grande volume e una bassa densità in modo che la forza di galleggiamento sia maggiore del peso della nave.

- Mongolfiere:le mongolfiere salgono nell'aria perché l'aria calda all'interno del pallone è meno densa dell'aria fredda all'esterno del pallone. La forza di galleggiamento che agisce sul palloncino è maggiore del peso del palloncino, facendolo salire.

- Densimetri:gli idrometri sono strumenti utilizzati per misurare la densità dei liquidi. Funzionano misurando la profondità alla quale affondano in un liquido. Più il liquido è denso, meno l'idrometro affonderà.

- Immersioni subacquee:la forza di galleggiamento gioca un ruolo importante nelle immersioni subacquee. I subacquei indossano pesi per contrastare la forza di galleggiamento e mantenersi immersi. La quantità di peso richiesta dipende dalla densità corporea del subacqueo e dalla densità dell'acqua.