Apesar de a flutuação dos corpos ser um fenômeno simples, muitas vezes é pouco compreendido. Muitas pessoas afirmam que um navio flutua porque o empuxo da água do mar é maior que o peso do navio.Se essa explicação fosse correta, o navio não estaria em equilíbrio, mas voando como um balão.
O fato de um corpo flutuar ou não, vai depender da resultante das forças que atuam no corpo, que é dada por:
Corpo totalmente imerso:
Quando um corpo é totalmente mergulhado num líquido e abandonado, podemos ter as seguintes situações:
1. O corpo afunda no líquido:
2. O corpo flutua totalmente mergulhado no líquido:
Isso ocorre quando, o módulo do empuxo é maior que o módulo do peso do corpo e, o corpo adquire aceleração para cima ().
3. O corpo permanece em equilíbrio indiferente: Neste caso, o empuxo é igual ao peso e a resultante que atua é igual a zero () |
Quando um submarino, por exemplo está em repouso na água, a resultante das forças que atuam sobre ele á zero e temos que o empuxo é igual ao peso . Quando isso ocorre, temos também que , ou seja, a densidade do submarino é igual a densidade da água.
Corpo parcialmente imerso:
Se o corpo está flutuando em equilíbrio no líquido como mostra a figura, temos que o empuxo equilibra o peso do corpo e a força resultante sobre o corpo é zero (). Neste caso, o módulo do empuxo exercido pelo líquido é igual ao módulo do peso , ou seja: |
Podemos observar pela figura que o volume do líquido deslocado pelo corpo é menor que o volume do corpo.
Se o corpo é maciço, relacionando as densidades do líquido deslocado e a densidade do corpo, obtemos:
Por isso, que alguns objetos maciços como madeira e pedra pome, flutuam na água.
Quando um corpo não é maciço, como um navio, é mais conveniente estabelecermos uma relação entre o peso do navio e o empuxo exercido pela água sobre ele. Então, um navio flutua se o módulo do empuxo exercido pela água, for igual ao módulo do peso do navio. |