Tutti i liquidi sono fluidi, ma è interessante notare che non tutti i fluidi sono liquidi. Tutto ciò che può fluire, come un gas, è un fluido e può creare una forza di galleggiamento. La galleggiabilità è causata quando le aree di maggiore pressione sotto un oggetto esercitano una forza verso l'alto verso aree di minore pressione. La quantità di spinta che un fluido esercita, invece, è determinata dal volume dell'oggetto e secondo il principio di Archimede.
Pascal e pressione
Prima di poter capire come le differenze nella pressione dei fluidi possono influenzare la galleggiabilità, devi prima capire come si comporta la pressione nei fluidi. Il principio di Pascal afferma che quando la pressione viene modificata in qualsiasi punto all'interno di un sistema chiuso, tale cambiamento di pressione sarà avvertito allo stesso modo in ogni punto all'interno di quel sistema e in tutte le direzioni. Questo principio è quello che consente il funzionamento dei sistemi idraulici. Stabilisce anche che all'interno di un corpo fluido in cui non ci sono ulteriori fattori che influenzano la pressione, la pressione rimarrà costante e uniforme. Sulla Terra, tuttavia, di solito c'è almeno un'altra forza che provoca una variazione nella pressione di un fluido, e quella forza è la gravità.
Profondità e differenza
La gravità attrae verso il basso tutto ciò che ha massa. Pertanto, quando la gravità tira verso il basso su un corpo fluido, il peso del fluido nelle parti superiori del corpo accumularsi sul fluido nelle parti inferiori, creando un grado di pressione crescente man mano che ci si sposta verso il basso all'interno di esso fluido. Ad esempio, se ti immergi in profondità in un lago, sentirai una pressione crescente nelle orecchie - e forse anche contro il tuo corpo - più in profondità ti immergi. Se smetti di nuotare verso il basso, la pressione più alta sotto di te ti spingerà di nuovo verso l'area di bassa pressione. In questo modo la gravità ha creato una dinamica di pressione che impone che ci sarà sempre maggiore pressione sotto un oggetto sommerso che sopra di esso.
Archimede e Importo
Il filosofo e matematico greco Archimede ha portato questa comprensione della pressione un passo avanti e ha dato un senso del motivo per cui un fluido applica una certa quantità di forza verso l'alto a un oggetto e lo fa salire e galleggiare o gli permette di Lavello. Ha determinato che la forza verso l'alto era uguale al peso dell'acqua spostata dall'oggetto sommerso. Ad esempio, l'acqua pesa un grammo per centimetro cubo. Se immergi una palla con un volume di 25 centimetri cubi, avrai spostato 25 grammi di acqua. Pertanto, la forza di galleggiamento risultante su quella palla sarà di 25 Newton (i Newton sono unità che misurano la forza). Tuttavia, questa forza di galleggiamento si basa sempre sulla massa dell'acqua spostata e non sulla massa dell'oggetto.
Densità come decisore
La densità è in definitiva il fattore che determina se un oggetto galleggerà, affonderà o rimarrà a galleggiamento neutro in un fluido. Ad esempio, se quella palla di 25 centimetri cubi è vuota e piena d'aria, sarà più leggera dei 25 grammi di acqua che ha spostato e galleggerà. Se la palla è fatta di un materiale più denso, come il ferro, potrebbe essere molto più pesante e affondare rapidamente sul fondo dello specchio d'acqua. Se immergi una palla che pesa esattamente 25 grammi, tuttavia, la forza di galleggiamento non la spingerà in superficie, ma semplicemente le impedirà di affondare. Questa palla rimarrà a galleggiamento neutro nel corpo del fluido fino a quando non agirà da una forza esterna.