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Por que um barco se mantém aprumado: peso, empuxo e braço de endireitamento

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Estabilidade

Peso e empuxo: por que um barco flutua

Um barco flutua porque a água que ele desloca pesa tanto quanto ele. Dois pontos, G e B, explicam tudo.

Decida

Pergunta 1/1

O que diz o princípio de Arquimedes sobre um barco flutuando?

A lição em palavras simples

  1. Peso para baixo
    • Tudo a bordo tem peso: casco, motor, quilha, água, combustível, tripulação.
    • Todo esse peso age como se puxasse para baixo por um único ponto, o centro de gravidade, chamado G.
    • Quando você move, acrescenta ou retira peso, G também se move.
    • Peso colocado embaixo mantém G baixo.
  2. Empuxo para cima
    • A água empurra para cima a parte submersa do casco. Essa força é o empuxo.
    • O princípio de Arquimedes diz que essa força é igual ao peso da água que o casco desloca.
    • O barco afunda até essa água pesar exatamente o mesmo que ele.
    • O peso do barco é chamado de deslocamento.
  3. O centro de carena
    • O empuxo age como se empurrasse para cima por um único ponto, o centro de carena, chamado B.
    • B é o centro da forma submersa do casco.
    • Quando essa forma muda, B se move.
  4. Aprumado e em repouso
    • Um barco aprumado, sem inclinação para os lados, e em repouso flutua com G e B na mesma linha vertical.
    • O peso puxa para baixo, o empuxo empurra para cima e as forças se equilibram.
    • Se você acrescenta peso, o barco afunda um pouco até o empuxo voltar a equilibrá-lo.
    • Por isso, um barco carregado fica mais baixo e tem menos borda livre, a altura da borda do convés acima da água.
  5. Água salgada e doce
    • A água salgada é mais densa que a água doce.
    • Um barco precisa deslocar menos água salgada para flutuar.
    • Por isso, quando passa a motor do mar para um rio ou lago, fica um pouco mais submerso, com cerca de 2–3 % mais volume debaixo d'água.

Dados-chave

Arquimedes
Empuxo = peso da água deslocada
Flutuação
Deslocamento (peso do barco) = empuxo
Água do mar
Cerca de 1,025 t por m³
Água doce
Cerca de 1,000 t por m³: o barco fica um pouco mais submerso

Pontos-chave

  • G é o ponto onde todo o peso age; ele se move quando o peso se move.
  • B é o centro da forma submersa; o empuxo age para cima por esse ponto.
  • Flutuando em repouso, o peso do barco é igual ao peso da água deslocada.
  • Aprumado e parado, o barco tem G e B na mesma linha vertical.
  • Mais carga significa um barco mais submerso e menos borda livre.

Verifique o que você leu

Pergunta 1/3

O que é o centro de carena, B?

Verdadeiro ou falso?

Decida cada frase antes de ver a resposta.

  1. G e B são pontos fixos marcados pelo fabricante.

  2. B é o centro da forma submersa; o empuxo age para cima por esse ponto.

  3. Mais carga significa um barco mais submerso e menos borda livre.

  4. Um barco pesado flutua porque é feito de materiais leves.

Caso prático e dicas de prova

Situação

Depois de embarcar amigos e mantimentos, a faixa da linha-d'água do seu veleiro fica submersa e a borda livre diminui muito. Um amigo sugere colocar tudo no teto da cabine. Isso resolve?

Ver a resposta

Não. O peso extra exige mais água deslocada, então o barco fica mais submerso. Colocar mantimentos no teto da cabine não retira peso; eleva G. B é o centro da nova forma submersa. Mantenha mantimentos pesados embaixo e no centro, confira o limite de carga e retire o excesso.

Dicas de prova

  1. Arquimedes: o empuxo é igual ao peso da água deslocada.
  2. G = centro de gravidade (peso para baixo). B = centro de carena (empuxo para cima).
  3. Aprumado e em repouso: peso = empuxo, com G e B na mesma vertical.
  4. A água doce é menos densa que a água do mar: o barco fica mais submerso.

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Depois de ler, responda a três perguntas. Acerte as três para concluir a unidade; só abrir a página não conta.

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