Porque o Navio não Afunda?

Quando observamos um imenso navio no mar, nos vem uma pergunta:
Porque o navio flutua na superfície e não afunda?

Porque isso acontece?

Porque é oco e sua densidade média (considerando a parte de aço e a parte cheia de ar) é menor que a densidade da água.

Porque ele encontra-se em equilíbrio, parcialmente imerso e sujeito a ação de duas forças de mesmo módulo e contrárias, o peso P e o empuxo E, exercido pela água.

Quando coloca-se um corpo totalmente mergulhado na água (ou outro líquido),duas forças atuam sobre ele: uma é o seu próprio peso ( P ) a outra é o empuxo ( E ).

Os navios não afundam por que possuem densidade menor que a da água.

E O QUE É EMPUXO?

  • Força que empurra, que atua como elemento de impulsão.

  • Pressão que se exerce lateralmente por parte de uma estrutura sobre outra.

Empuxo, é uma força vertical, dirigida para cima, que qualquer líquido exerce sobre um corpo nele mergulhado.

Mergulhando-se uma pedra em um líquido qualquer, temos a sensação de que ela parece mais leve, isto ocorre devido ao empuxo que “empurra” a pedra para cima e precisamos uma força menor para sustentá-la.

POR QUE OCORRE EMPUXO?

Ocorre empuxo porque a pressão do líquido na parte inferior do corpo é maior do que na superior.

QUAL O VALOR DO EMPUXO?

O valor do empuxo que a água exerce sobre um corpo nela mergulhado é igual ao peso da água deslocada pelo corpo.

O QUE É DENSIDADE?

Densidade é o termo usado na química para nomear a relação entre a massa de um determinado material e o volume que ele ocupa. Ficou difícil entender? Vamos explicar melhor. A densidade é usada para determinar quanto daquela matéria pode ser colocada em uma determinada unidade de volume. Por exemplo, vamos considerar o leite e o mercúrio. A primeira substância possui uma densidade menor do que a da segunda, de forma que podemos concluir que em um mesmo volume teremos mais matéria de mercúrio do que de leite.

A densidade é uma propriedade intensiva e específica dos materiais que é calculada pela relação entre a massa e o volume.

Densidade ou massa específica de um corpo é a relação entre sua massa e seu volume.

 

A densidade nos dará a informação se a substância da qual o corpo é feito é menos compacta ou mais compacta. Unidade: g/cm3.

 

Substância

Densidade

Água

0,997 g/cm³

Leite integral

1,03 g/cm³

Álcool etílico

0,789 g/cm³

Mercúrio

13,6 g/cm³

PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

matemático e filósofo grego Arquimedes
Matemático e filósofo grego Arquimedes.

AFUNDAR OU FLUTUAR

O que acontece se o peso do corpo é maior que o empuxo? (P>E)

A resultante dessas forças estará dirigida para baixo e o corpo irá afundar. Neste caso a densidade do corpo é maior que a do líquido.

E quando o peso do corpo é menor que o empuxo? (P<E)

Neste caso a resultante está dirigida para cima fazendo o corpo ir para a superfície do líquido. Ao emergir o corpo passa a deslocar menor volume de líquido e o empuxo sobre ele torna-se menor. No caso de um navio ele ficará em equilíbrio parcialmente mergulhado na água, fazendo com que o empuxo se iguale ao peso. A densidade do corpo é menor que a do líquido.

E se o peso do corpo for igual ao empuxo? (P=E)

Neste caso a resultante destas forças será nula e o corpo permanece em repouso no local que foi abandonado.Sua densidade é igual a do líquido. Se um submarino está em repouso no meio da água temos seu peso igual ao empuxo sendo a densidade média do submarino igual a densidade da água do mar.

Segundo Arquimedes, “a força de empuxo de um corpo imerso em fluído é igual ao peso do fluído deslocado”. Essa é a definição a força de Empuxo gerada por um corpo imerso em um fluído.

P = P atm + ugh

Sendo que:

P é a pressão em um certo ponto do líquido

P atm é a pressão atmosférica

u é a massa específica

g é a aceleração da gravidade

h é a profundidade do ponto de pressão P.

Quando o empuxo é maior que a força peso do corpo, a tendência é que o corpo suba com aceleração. Caso o peso seja menor que o empuxo, a tendência é que o corpo desça com aceleração e quando o empuxo é igual à força peso, o corpo tenderá a permanecer parado,ou seja, flutuando como o caso dos navios.

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