Você já se perguntou como navios tão grandes conseguem flutuar na água?
Esse fenômeno é devido à flutuabilidade, que pode ser explicado pela densidade dos objetos em relação à água. Descubra mais sobre esse assunto em nosso blog!
Um navio não afunda porque é projetado para distribuir seu peso de maneira equilibrada, de acordo com o princípio de Arquimedes.
Para entender melhor, vamos explicar um pouco sobre densidade.
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Densidade é uma propriedade física que descreve a quantidade de massa contida em um determinado volume de uma substância ou objeto. Ela é expressa como a massa dividida pelo volume. Ela pode ser definida através da relação entre a massa 
e o volume 
de um objeto.
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A densidade é uma característica importante porque determina como uma substância ou objeto irá se comportar em relação a outras quando colocada em um fluido. Se a densidade de um objeto for menor que a densidade do fluido em que está imerso, ele irá flutuar. Por outro lado, se a densidade do objeto for maior que a densidade do fluido, ele irá afundar.
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Por exemplo, uma bola de basquete tem uma densidade menor que uma bola de ferro do mesmo tamanho, pois a bola de basquete é oca e contém menos massa em relação ao seu volume.
Quando um objeto é colocado na água, a força da gravidade puxa o objeto para baixo. Mas ao mesmo tempo, a água empurra o objeto para cima, criando uma força oposta conhecida como empuxo. Se a densidade do objeto for menor que a da água, o empuxo será maior que a força da gravidade, fazendo com que o objeto flutue.
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
Esse princípio é conhecido como Princípio de Arquimedes, em homenagem ao matemático e físico grego Arquimedes, que descobriu esse fenômeno há mais de 2 mil anos. Ele estava tentando resolver um problema para o rei Hierão II, que suspeitava que uma coroa que havia encomendado fosse feita de ouro puro, mas os ourives que a haviam feito podiam ter adicionado outro metal mais leve para economizar.
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Arquimedes teve a ideia de submergir a coroa em um recipiente cheio de água e observar o quanto a água subia. Ele percebeu que o volume de água que subia era proporcional ao volume da coroa, o que significava que a coroa tinha a mesma densidade que uma quantidade igual de ouro puro. Arquimedes ficou tão animado com sua descoberta que saiu pelas ruas gritando “Eureka!”, que significa “Eu encontrei!” em grego.
O princípio de Arquimedes afirma que um objeto imerso em um fluido recebe uma força de empuxo igual ao peso do fluido deslocado pelo objeto. Isso explica por que objetos flutuam ou afundam em fluidos.
EXEMPLOS DE OBJETOS QUE FLUTUAM NA ÁGUA E COMO ISSO ACONTECE:
- Navios: os navios são projetados para flutuar na água. Eles são construídos com materiais leves e têm uma forma que ajuda a distribuir o peso de forma uniforme. Isso permite que o navio flutue na água, mesmo que seja muito pesado. O peso do navio é distribuído em toda a sua extensão, fazendo com que a densidade total do navio seja menor que a da água.
- Coletes salva-vidas: os coletes salva-vidas são feitos de materiais flutuantes, como espuma. Esses materiais têm uma densidade menor que a da água, o que faz com que o colete flutue na água. Isso ajuda a manter as pessoas à tona em caso de emergência.
- Balões de ar: balões de ar são muito leves e têm uma densidade menor que a da água. Isso significa que eles flutuam na água. No entanto, quando um balão de ar é colocado na água, ele tende a subir, pois o ar dentro dele é menos denso que a água. Isso é conhecido como flutuação negativa.
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- Madeira: a madeira é um material com densidade menor que a da água. Por isso, objetos de madeira, como um pedaço de madeira flutuam na água. Além disso, a madeira é um material que pode ser moldado facilmente, o que a torna um material popular para construção de barcos e balsas.
- Gelo: a água congelada tem uma densidade menor que a da água líquida. Por isso, quando um bloco de gelo é colocado na água, ele flutua. Isso é muito importante para a vida marinha, pois muitos animais dependem do gelo flutuante para se deslocar e encontrar alimento.
- Óleos: alguns óleos são menos densos que a água, o que faz com que eles flutuem. Esse é o caso do óleo vegetal e do óleo mineral, por exemplo. Isso também pode causar problemas ambientais, pois quando há derramamentos de óleo, ele se espalha pela superfície da água e pode causar danos à vida marinha.
POR QUE OS NAVIOS CONSEGUEM FLUTUAR?
Os navios são projetados levando em consideração cuidadosamente o princípio de Arquimedes. Sua forma e estrutura são planejadas para garantir que o peso total do navio seja menor do que o peso do volume de água que ele desloca. Isso é essencial para que a força de empuxo seja maior do que o peso, permitindo que o navio flutue.
O casco dos navios é projetado com uma forma côncava e curva, com uma quilha na parte inferior. Essa forma ajuda a distribuir o peso do navio de forma uniforme e fornece estabilidade. Além disso, a quilha ajuda a evitar que o navio role excessivamente de um lado para o outro.
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DESIGN INTELIGENTE E TANQUES DE LASTRO
Os navios são projetados levando em consideração cuidadosamente o princípio de Arquimedes. Sua forma e estrutura são planejadas para garantir que o peso total do navio seja menor do que o peso do volume de água que ele desloca. Isso é essencial para que a força de empuxo seja maior do que o peso, permitindo que o navio flutue.
Um dos elementos cruciais do design dos navios são os tanques de lastro. Esses tanques são compartimentos localizados dentro da embarcação, geralmente nos espaços vazios entre os compartimentos de carga. Os tanques de lastro podem ser preenchidos com água ou esvaziados conforme a necessidade.
FUNÇÃO DOS TANQUES DE LASTRO
Os tanques de lastro desempenham um papel fundamental no controle do equilíbrio, estabilidade e flutuabilidade do navio. Eles permitem que o peso seja redistribuído de maneira estratégica para atender às diferentes condições de carga e navegação.
CONCLUSÃO
Em resumo, os objetos flutuam na água por causa do Princípio de Arquimedes, que é a relação entre a densidade do objeto e a densidade da água. Se a densidade do objeto for menor que a da água, o objeto flutua. Esse é um fenômeno muito importante para a vida marinha e para o ser humano, que utiliza esse conhecimento para construir navios, coletes salva-vidas e outros objetos que precisam flutuar.
Além disso, entender a flutuabilidade pode ajudar a prevenir acidentes, como afogamentos. Saber que um colete salva-vidas pode ajudar a manter uma pessoa à tona em caso de emergência pode fazer toda a diferença em uma situação de perigo. Por isso, é importante aprender mais sobre a flutuabilidade e como ela afeta o mundo ao nosso redor. Ficou curioso? Continue explorando esse fascinante fenômeno da natureza e descubra mais sobre o funcionamento do mundo à nossa volta.