você pega um barco na água, flutuando no Rio Indiano sob o sol quente. Mas você já se perguntou como esse barco fica em cima da água? Especialmente considerando todo o peso que está segurando?
dois terços da terra estão cobertos de água. O mundo seria muito pequeno se fôssemos mantidos em terra justa. Então, como é que podemos usar esses artesanatos pesados para flutuar no topo da água? Vamos começar com o básico.
o que é um barco?Um barco é um veículo que pode flutuar ou se mover em um corpo de água, como um oceano, rio ou lago. Ele se move por sua própria potência, geralmente usando um motor, ou usando energia de elementos como vento, ondas ou sol.
a maioria dos barcos move parte através da água e em parte acima da água. Alguns barcos são capazes de levantar e mover-se em cima da água como hovercrafts e hidrofólios. Outros se movem inteiramente sob a água, como submarinos e submersíveis, ou pequenos submarinos.
Então, quais são as diferenças que lhes permitem fazer isso?
por que os barcos flutuam (ou não)
todos os barcos evitam afundar por flutuabilidade, o ato de flutuar. Uma densidade de objetos é o que a força a flutuar ou afundar. A densidade de um objeto é quanto pesa um certo volume dele. Se o objeto for mais denso que a água em que está, ele afundará. Se o objeto for menos denso que a água em que está, ele flutuará. O tamanho do objeto é irrelevante. Por exemplo, um anel de ouro afundará se você colocá-lo na água, mas um pedaço de plástico do tamanho de um campo de futebol flutuará. A regra básica da flutuabilidade é que um objeto afundará se pesar mais do que exatamente o mesmo volume de água.
tipos de flutuabilidade
existem três tipos de flutuabilidade, positiva, negativa e neutra. Flutuabilidade positiva significa que o objeto flutuará. Flutuabilidade negativa significa que o objeto afundará. E flutuabilidade neutra significa que o objeto flutuará a uma profundidade média sem flutuar ou afundar.
pense em um submarino. Um submarino tem tanques de lastro que absorvem água ou ar para fazê-lo subir e cair conforme necessário. Se os tanques estiverem completamente cheios de ar, ele flutuará em direção à superfície porque os tanques pesarão menos do que o volume igual de água. Se os tanques estiverem parcialmente cheios de ar, ele flutuará a uma profundidade média sem flutuar ou afundar. Se os tanques estiverem completamente cheios de água, o submarino afundará no fundo.
enquanto um submarino está no topo da água ou sob a água, a maioria dos barcos flutua parcialmente e afunda parcialmente de acordo com seu próprio peso e quanto peso ele carrega. Quanto maior o total desses dois pesos, menor fica na água. No entanto, os barcos só podem suportar tanto peso antes de afundar.
o princípio de Arquimedes
o matemático grego Arquimedes é o pai da flutuabilidade. Ele veio pela primeira vez com a resposta à flutuação algum tempo no terceiro século aC. Diz a lenda que lhe foi dado o trabalho de descobrir se uma coroa feita para o rei era ouro maciço ou um falso barato parcialmente feito de uma mistura de ouro e prata. A versão mais popular da lenda diz que Arquimedes estava tomando banho e percebeu que o nível da água estava subindo enquanto mergulhava na banheira. Ele então percebeu que, se ele caiu a coroa de ouro na banheira, ele iria empurrar ou “deslocar” o seu próprio volume de água do lado, efetivamente, dando-lhe uma maneira fácil de medir o volume de um objeto complexo.Ele descobriu que, ao pesar a coroa, ele poderia facilmente calcular sua densidade e compará-la com o ouro. Uma densidade de objetos é sua massa dividida por seu volume. Se a densidade da coroa fosse menor que o ouro, a coroa seria falsa.
mais tarde Arquimedes surgiu sua famosa lei da física, que hoje é conhecida como princípio de Arquimedes. Esta lei afirma que quando algo repousa na água, sente uma força ascendente, ou flutuante, igual ao peso da água que empurra para o lado ou desloca. Se o objeto estiver completamente submerso na água, ele efetivamente perde seu peso.É por isso que os objetos parecem pesar menos Debaixo d’água do que quando estão em terra seca. Um exemplo é se você pegar um tijolo de mergulho de borracha, um tijolo usado para treinar em uma piscina, ele se sentirá mais leve Debaixo d’água do que quando trazido à superfície. Você está recebendo ajuda da força flutuante Debaixo d’água.
da próxima vez que você estiver em um barco do 321 Boat Club e se perguntar por que é capaz de flutuar, lembre-se do conceito de flutuabilidade e do princípio de Arquimedes.