Di seguito una breve spiegazione del principio fisico alla base del galleggiamento statico di un corpo immerso in acqua. Per galleggiamento statico s'intende il galleggiamento che è presente senza l'aiuto dell'azione propulsiva degli arti, ovvero stando completamente fermi.
Un corpo nell’acqua è sottoposto a due forze, la FORZA PESO (in rosso) che lo spinge verso il basso e la
SPINTA DI ARCHIMEDE (in verde).
La spinta di archimede è una forza rivolta verso l’alto, opposta quindi al peso, ed è uguale al peso della quantità d’acqua che occupava il volume che adesso è occupato dal corpo; solitamente si dice che la spinta di Archimede è pari al peso del liquido spostato.
Questo significa che se un oggetto completamente immerso ha un volume di 1 mc, la spinta di Archimede sarà il peso di 1 mc di acqua, ovvero il peso di 1 tonnellata.
La "lotta" tra queste due forze determina quindi il galleggiamento o meno del corpo: se la spinta di Archimede è maggiore del peso, il corpo viene spinto verso l’alto e quindi galleggia; viceversa, se il peso è maggiore, il corpo affonda.
Nota bene: il volume del corpo che contribuisce al calcolo della spinta di Archimede è soltanto quello immerso; ciò significa che, tutte le parti che non sono immerse non generano spinta di Archimede, tuttavia contribuiscono al peso totale del corpo. Ecco perchè, quando facciamo esercizi di nuoto con braccia alzate fuori dall'acqua, facciamo più fatica a galleggiare: le braccia contribuiscono al peso totale che ci spinge verso il basso, ma non contribuiscono alla spinta di Archimede verso l'alto. |
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Considerando il corpo completamente immerso nell’acqua possiamo osservare che il confronto tra le forze diventa un confronto tra densità: un corpo galleggia o meno se la sua densità è rispettivamente minore o maggiore di quella dell’acqua.
Per un corpo formato da tessuti (grasso, muscolo, ossa, etc..) con differenti densità, conta la densità media.
Un corpo umano è costituito principalmente da acqua, si capisce quindi che la nostra densità è molto simile a quella dell'acqua ed è per questo che la tendenza del nostro corpo è quella di rimanere in equilibrio. Tuttavia ognuno è fatto diversamente e la densità media dipenderà dalla propria costituzione.
Tenendo conto che la densità è via via crescente passando dal tessuto adiposo, a quello muscolare, per arrivare a quello osseo, si capisce quindi perchè un atleta grasso galleggi meglio di uno muscoloso che a sua volta galleggia meglio di una persona molto magra.
Si capisce anche perchè in mare si galleggi meglio rispetto che in piscina: l'acqua salata ha una densità maggiore dell'acqua dolce, per cui la spinta di archimede è maggiore.
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Anche se non ci si pensa, ci sono alcuni oggetti che si utilizzano durante gli allenamenti di nuoto, che sfruttano questo prinicipio. Il famoso PULL BUOY
é un attrezzo che, essendo di materiale a bassa densità, ha una spinta di archimede molto maggiore del suo peso, per cui galleggia molto bene. Se messo in mezzo alle gambe permette di tenerle ferme e a galla, utilizzato se si vuol concentrare l'allenamento sulle braccia.
Attrezzo analogo è la famosa TAVOLETTA
utile se si vuole allenare le gambe, tenendo le braccia ferme.
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Oltre agli attrezzi da allenamento, tutti gli oggetti che vengono usati comunemente per galleggiare sfruttano la spinta di archimede: braccioli, ciambelle, materassini, etc...
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