Dislocamento ↔ peso: il principio di Archimede
Per il principio di Archimede una barca galleggiante sposta un volume d'acqua di peso pari al proprio. Da qui puoi ricavare il peso dal volume di carena immersa, o il volume dal peso.
Calcolatore
Un volume di carena immersa di 4,00 m³ in mare corrisponde a un dislocamento di circa 4.100 kg.
Il dislocamento è il peso di una barca galleggiante — e, per il principio di Archimede, è anche il peso dell'acqua che essa sposta. Una barca affonda nell'acqua finché il volume immerso della carena pesa esattamente quanto la barca stessa: in quel punto la spinta verso l'alto (il peso dell'acqua spostata) bilancia la forza di gravità, e l'imbarcazione galleggia in equilibrio.
Da questa identità nasce una relazione semplice e potentissima: peso = volume immerso × densità dell'acqua. Se conosci il volume di carena sotto il galleggiamento, ottieni il dislocamento; se conosci il dislocamento, ottieni il volume immerso. Lo strumento calcola in entrambi i versi: scegli cosa vuoi ricavare e inserisci il dato di partenza.
Conta molto il tipo di acqua. L'acqua di mare è più densa di quella dolce (≈1.025 contro 1.000 kg/m³) perché contiene sali disciolti: la stessa barca galleggia un po' più alta in mare e un po' più immersa in un lago o in un fiume. Per questo lo strumento chiede di scegliere tra acqua salata e dolce.
La formula
Principio di Archimede applicato al galleggiamento:
Dislocamento [kg] = Volume immerso [m³] × densità [kg/m³]
e, invertendo:
Volume immerso [m³] = Dislocamento [kg] / densità [kg/m³]
Le densità usate sono costanti fisiche immutabili: acqua salata ≈ 1.025 kg/m³, acqua dolce 1.000 kg/m³. (Per ottenere il peso in tonnellate basta dividere i chilogrammi per 1.000.)
Esempio svolto
Dal volume al peso. Una carena con 4 m³ di volume immerso, in mare (1.025 kg/m³):
4 × 1.025 = 4.100 kg, cioè 4,1 tonnellate di dislocamento.
Dal peso al volume. La stessa barca, dislocamento 4.000 kg, in acqua dolce (1.000 kg/m³):
4.000 / 1.000 = 4,0 m³ di carena immersa. In mare, a parità di peso, il volume immerso scende a 4.000 / 1.025 ≈ 3,902 m³: la barca pesca un po' meno perché l'acqua salata la sostiene di più.
Il “perché” & la pratica
La differenza di densità tra mare e acqua dolce è piccola in percentuale (~2,5%) ma reale e visibile: passando dal mare a un lago o alla foce di un fiume, una barca si immerge leggermente di più, perché l'acqua dolce «spinge» meno. Sulle imbarcazioni grandi questo si traduce in qualche centimetro di pescaggio in più, da tenere presente all'ingresso di fiumi e canali con fondali bassi.
Il dislocamento «giusto» da usare nei calcoli è quello a pieno carico: barca, motore, liquidi (carburante e acqua, pesanti!), dotazioni, equipaggio e bagagli. Il dislocamento a vuoto del cantiere è solo un punto di partenza. Ogni chilo imbarcato aumenta il volume immerso e il pescaggio, e — sulle plananti — riduce la velocità: ecco perché questo calcolo si lega direttamente a quelli di potenza, velocità di planata e autonomia.
Attenzione a non confondere il dislocamento con la stazza: il dislocamento è un peso (quanto pesa la barca), mentre la stazza lorda è una misura di volume convenzionale usata a fini amministrativi e tariffari. Sono grandezze diverse, espresse in unità diverse, e non vanno mescolate. Allo stesso modo, il «volume di carena immersa» di questo calcolo non è il volume totale dello scafo, ma solo la parte sotto la linea di galleggiamento.
Infine, ricorda che misurare con precisione il volume di carena immersa di una barca reale non è banale: dipende dalla forma dello scafo e dall'assetto. Per questo lo strumento è perfetto quando uno dei due dati è noto con sicurezza (di solito il dislocamento, dichiarato dal cantiere) e si vuole ricavare l'altro, o per ragionare in modo pulito sul principio fisico che governa il galleggiamento.
Domande frequenti
Che differenza c'è tra galleggiare in mare e in acqua dolce?
L'acqua di mare è più densa (≈1.025 kg/m³) di quella dolce (1.000 kg/m³) perché contiene sali. A parità di peso, la stessa barca sposta un volume minore in mare: galleggia un po' più alta e pesca un po' meno. In acqua dolce, invece, si immerge leggermente di più.
Quale peso devo usare nel calcolo?
Il dislocamento a pieno carico: barca, motore, carburante, acqua, dotazioni, equipaggio e bagagli. Il peso a vuoto del cantiere è solo indicativo; ogni chilo imbarcato aumenta il volume immerso e il pescaggio.
Dislocamento e stazza sono la stessa cosa?
No. Il dislocamento è un peso (quanto pesa la barca, pari al peso dell'acqua spostata). La stazza lorda è una misura di volume convenzionale usata a fini amministrativi. Sono grandezze diverse e non vanno confuse.
Cos'è il volume di carena immersa?
È il volume della parte di scafo che si trova sotto la linea di galleggiamento, cioè la porzione effettivamente immersa. Non è il volume totale della barca: dipende dalla forma della carena e dall'assetto, e cresce all'aumentare del carico.