Come si gioca a Il carico della chiatta
- Scegli un galleggiante e leggi le sue dimensioni, la sua massa e la densità dell'acqua sulla scheda.
- Un corpo che galleggia sposta la sua stessa massa d'acqua: ρ·V = M. Per una scatola, V = L × B × d, quindi d = M ÷ (ρ·L·B).
- Scrivi la tua previsione e premi Carica. La gru cala il galleggiante, o il carico sale a bordo, in modo uniforme.
- Guarda la linea arancione sullo scafo: mostra la linea di galleggiamento data dalla tua previsione, accanto a quella vera.
Perché le cose galleggiano?
L'acqua spinge verso l'alto qualsiasi cosa vi si trovi. Questa spinta è uguale al peso dell'acqua che l'oggetto sposta: F_b = ρ·g·V, il principio di Archimede. Un oggetto che galleggia affonda finché quell'acqua pesa quanto l'oggetto stesso, e allora le forze si equilibrano. Così una chiatta di 24 t sposta 24 t d'acqua, 24 m³ di acqua dolce, e galleggia alla profondità che quel volume richiede. Caricala e affonda di più; quando l'acqua arriva al ponte non può spostarne altra, e un carico in più la allaga. Se qualcosa galleggia dipende dalla sua densità media, tutta la massa su tutto il volume. Una barca d'acciaio è per lo più aria all'interno, quindi la sua densità media è molto più bassa di quella dell'acqua, anche se l'acciaio è quasi otto volte più denso. Conta anche la densità dell'acqua: l'acqua di mare è più densa di quella di fiume, quindi una nave galleggia un po' più alta in mare, e il ghiaccio, 917 kg/m³, galleggia con circa nove decimi sotto la superficie.
Un modello di apprendimento mirato
Ogni galleggiante è una scatola con fondo piatto e fianchi dritti, quindi il volume sott'acqua è A·d, con A = L × B. L'acqua è ferma e la sua densità fissa, tranne che cambia in modo uniforme da 1025 a 1000 kg/m³ mentre la chiatta entra nel fiume. Il carico arriva sull'acqua in modo uniforme in 2 s, abbastanza lentamente perché il galleggiante stia sempre a d = M ÷ (ρ·A) senza oscillare. Se il pescaggio raggiunge l'altezza del ponte H, il carico si ferma e la chiatta è disegnata mentre affonda per 1 s; entro lo 0,05% dal ponte conta ancora come a galla. Un carico è giusto se la chiatta galleggia con al massimo il 2% di margine; ogni altra previsione entro il 2%. g = 9,8 m/s². Si svolge in tempo reale.