Il bagno di Archimede e la nascita di un'idea geniale

 

Dal bagno più famoso della storia ad una delle leggi fondamentali della fisica: scopri come un lampo di genio ha svelato i segreti del galleggiamento

Molto tempo fa, nell'antica Siracusa, viveva un uomo di nome Archimede, un brillante matematico, fisico e inventore. Era una mente curiosa, sempre intento a svelare i misteri del mondo che lo circondava. La sua fama lo precedeva, e spesso il Re Gerone II si rivolgeva a lui per risolvere enigmi complessi.

Un giorno, il Re si trovò di fronte a un problema che lo tormentava. Aveva commissionato a un orafo una nuova corona d'oro, ma sospettava che l'artigiano lo avesse imbrogliato, sostituendo parte dell'oro puro con dell'argento, un metallo meno prezioso. Il dilemma era come verificare la purezza della corona senza danneggiarla, visto che fonderla per analizzarla non era un'opzione.

Il Re presentò il suo quesito ad Archimede, che accettò la sfida. Il nostro scienziato passò giorni e notti a riflettere, provando diverse strade, ma la soluzione gli sfuggiva. La leggenda narra che un pomeriggio, stanco e con la mente affaticata, Archimede decise di concedersi un bagno rilassante.

Mentre si immergeva nella vasca, notò qualcosa di straordinario: l'acqua traboccava dalla vasca man mano che il suo corpo vi entrava. E non solo, avvertì anche una sensazione di leggerezza, come se il suo peso fosse diminuito. Fu in quel preciso istante che un lampo di genio lo colpì! Capì che il volume di acqua spostata era esattamente uguale al volume della parte del suo corpo immersa. E la forza che lo faceva sentire più leggero? Era una forza, una spinta verso l'alto, esercitata dall'acqua.

Euforico, Archimede balzò fuori dalla vasca, dimentico di essere nudo, e corse per le strade di Siracusa gridando "Eureka! Eureka!" (Ho trovato! Ho trovato!). Aveva finalmente scoperto il modo per svelare l'inganno dell'orafo.

Quella che Archimede aveva intuito nella vasca da bagno è oggi conosciuta come il Principio di Archimede, un fondamento cruciale della fisica. In termini semplici, questo principio afferma che:

"Un corpo immerso in un fluido (liquido o gas) riceve una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del volume del fluido spostato."

Tornando alla corona del Re, Archimede capì che avrebbe potuto determinare la sua purezza confrontando il suo comportamento in acqua con quello di un pezzo d'oro puro dello stesso peso. Se la corona avesse spostato un volume di acqua maggiore rispetto all'oro puro, avrebbe significato che era meno densa e, quindi, conteneva un metallo meno pregiato come l'argento, che ha un volume maggiore a parità di peso. E così fu: Archimede dimostrò l'inganno dell'orafo, e la giustizia fu fatta.

Il Principio di Archimede non è solo una curiosa storia antica; è un concetto fondamentale che permea la nostra vita quotidiana e ha innumerevoli applicazioni pratiche:

• Le navi galleggiano: una nave, pur essendo immensa e pesantissima, riesce a galleggiare perché il suo scafo è progettato per spostare un volume d'acqua il cui peso è uguale o superiore al peso della nave stessa.
• I sottomarini si immergono ed emergono: utilizzano serbatoi di zavorra che vengono riempiti d'acqua per aumentare il loro peso e immergersi, o svuotati per diminuirlo e risalire.
• I palloni aerostatici volano: funzionano in modo simile, ma in un fluido gassoso (l'aria). L'aria calda all'interno del pallone è meno densa dell'aria circostante, creando una spinta verso l'alto che lo fa levitare.
• I giubbotti di salvataggio: aumentano il volume complessivo della persona senza aggiungere molto peso, aumentandone la spinta di galleggiamento.

Dalla curiosa osservazione di un uomo nella sua vasca da bagno, è nato un principio universale che ci aiuta a comprendere perché le cose galleggiano o affondano, e che ha permesso all'umanità di costruire imbarcazioni, esplorare le profondità marine e persino sollevarsi nel cielo. Una dimostrazione chiara di come la curiosità e l'osservazione possano portare a scoperte rivoluzionarie, trasformando un semplice momento di relax in un "Eureka!" che risuona ancora oggi.