Decide
O que diz o princípio de Arquimedes sobre um barco a flutuar?
A lição em palavras simples
- Peso para baixo
- Tudo a bordo tem peso: casco, motor, quilha, água, combustível, tripulação.
- Todo esse peso actua como se puxasse para baixo através de um ponto, o centro de gravidade, chamado G.
- Quando desloca, acrescenta ou retira peso, G também se desloca.
- Peso colocado em baixo mantém G baixo.
- Impulsão para cima
- A água empurra para cima a parte submersa do casco. Esta força é a impulsão.
- O princípio de Arquimedes diz que a força iguala o peso da água deslocada pelo casco.
- O barco assenta na água até deslocar água que pese exactamente tanto como ele.
- O peso do barco chama-se deslocamento.
- O centro de carena
- A impulsão actua como se empurrasse para cima através de um ponto, o centro de carena, chamado B.
- B é o centro do volume submerso do casco.
- Quando a forma submersa muda, B desloca-se.
- Direito e em repouso
- Um barco em repouso flutua com G e B na mesma vertical.
- O peso puxa para baixo, a impulsão empurra para cima e as forças equilibram-se.
- Se acrescentar peso, o barco assenta um pouco mais na água até a impulsão voltar a igualar o peso.
- Por isso, um barco carregado fica mais baixo e tem menos bordo livre, a altura da borda do convés acima da água.
- Água salgada e doce
- A água salgada é mais densa do que a doce.
- Para flutuar, um barco precisa de deslocar menos água salgada.
- Por isso, ao passar a motor do mar para um rio ou lago, fica um pouco mais mergulhado, com cerca de 2–3 % mais volume submerso.
Dados-chave
- Arquimedes
- Impulsão = peso da água deslocada
- Flutuação
- Deslocamento (peso do barco) = impulsão
- 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 mergulhado
Pontos-chave
- G é o ponto onde actua todo o peso; desloca-se quando o peso se desloca.
- B é o centro do volume submerso; a impulsão actua para cima através dele.
- A flutuar em repouso, o peso do barco iguala o peso da água deslocada.
- Direito e parado, o barco tem G e B na mesma vertical.
- Mais carga significa maior imersão e menos bordo livre.
Verifica o que leste
O que é o centro de carena, B?
Verdadeiro ou falso?
Decide cada frase antes de ver a resposta.
G e B são pontos fixos marcados pelo construtor.
B é o centro do volume submerso; a impulsão actua para cima através dele.
Mais carga significa maior imersão e menos bordo livre.
Um barco pesado flutua porque é feito de materiais leves.
Caso prático e chaves de exame
Situação
Depois de embarcar amigos e mantimentos, a faixa da linha de água do seu iate fica submersa e o bordo livre diminui muito. Um amigo sugere pôr tudo no tejadilho da cabina. É uma boa solução?
Ver a resposta
Não. O peso extra exige mais água deslocada, pelo que o barco fica mais mergulhado. Pôr mantimentos no tejadilho da cabina não retira peso; faz subir G. B é o centro do novo volume submerso. Mantenha os mantimentos pesados em baixo e ao centro, verifique o limite de carga e retire o excesso.
Chaves de exame
- Arquimedes: a impulsão iguala o peso da água deslocada.
- G = centro de gravidade (peso para baixo). B = centro de carena (impulsão para cima).
- Direito e em repouso: peso = impulsão, com G e B na mesma vertical.
- A água doce é menos densa do que a do mar: o barco fica mais mergulhado.