Peso e empuxo: por que um barco flutua
1A lição em palavras simples
Um barco flutua porque a água que ele desloca pesa tanto quanto ele. Dois pontos, G e B, explicam tudo.
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.
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.
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.
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.
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.
2Dados-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
3Pontos-chave
- 1
G é o ponto onde todo o peso age; ele se move quando o peso se move.
- 2
B é o centro da forma submersa; o empuxo age para cima por esse ponto.
- 3
Flutuando em repouso, o peso do barco é igual ao peso da água deslocada.
- 4
Aprumado e parado, o barco tem G e B na mesma linha vertical.
- 5
Mais carga significa um barco mais submerso e menos borda livre.
4Erros frequentes
Erro: Um barco pesado flutua porque é feito de materiais leves.
Correto: Navios de aço também flutuam. Qualquer barco flutua enquanto seu casco desloca água com peso igual ao dele.
Erro: G e B são pontos fixos marcados pelo fabricante.
Correto: G se move sempre que o peso se move a bordo; B se move sempre que a forma submersa muda, por exemplo quando o barco se inclina para um lado (aderna).
5Caso prático e dicas de prova
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
- Arquimedes: o empuxo é igual ao peso da água deslocada.
- G = centro de gravidade (peso para baixo). B = centro de carena (empuxo para cima).
- Aprumado e em repouso: peso = empuxo, com G e B na mesma vertical.
- A água doce é menos densa que a água do mar: o barco fica mais submerso.
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