Galleggiamento inverso: come una barca può galleggiare sottosopra
Anche se controintuitivo è stato possibile replicare questo fenomeno di galleggiamento inverso in cui oggetti leggeri possono galleggiare sulla superficie inferiore di un liquido.
Un oggetto immerso in un liquido può restare a galla anche capovolto rispetto la superficie di questo liquido viscoso: si crea un equilibrio di forze simili nelle sezioni superiori e inferiori del liquido in sospensione. Una scoperta utile ad una varietà di applicazioni come il trasporto di gas o altri materiali attraverso i fluidi in macchinari industriali.
I ricercatori sono riusciti a teorizzare un modello di forze e grazie all’agitazione verticale replicare sperimentalmente il fenomeno.
La barca, o un altro oggetto abbastanza piccolo, viene spinto nel liquido a causa dell’elevata pressione della sacca d’aria sottostante che si crea dal peso dello strato del liquido in sospensione. Quando la forza verso l’alto di questa pressione è bilanciata dalla forza di gravità verso il basso l’oggetto galleggia sullo strato superficiale capovolto.
Questo effetto rimane stabile anche se la barca viene spinta o tirata riacquistando di volta in volta il suo equilibrio.
Dimostriamo sperimentalmente che l’agitazione verticale crea anche posizioni di galleggiamento stabili sull’interfaccia inferiore del liquido, che si comportano come se la forza gravitazionale fosse invertita. I corpi possono quindi galleggiare sottosopra sull’interfaccia inferiore degli strati di liquido in levitazione
affermano i ricercatori nel loro articolo.
Il segreto di questo equilibrio è la combinazione delle forze con la frequenza dell’agitazione:
se le vibrazioni diminuiscono l’equilibrio viene interrotto e sia la barca che lo strato di liquido sospeso cadono sul fondo.
La ricerca è stata pubblicata su Nature.
- Floating under a levitating liquid (nature.com)
- Physicists Made Boats Sail Upside-Down on an Ocean of Levitating Liquid (sciencealert.com)
