Peso e impulsão: porque flutua um barco
1A lição em palavras simples
Um barco flutua porque a água que desloca pesa tanto como 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 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.
2Dados-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
3Pontos-chave
- 1
G é o ponto onde actua todo o peso; desloca-se quando o peso se desloca.
- 2
B é o centro do volume submerso; a impulsão actua para cima através dele.
- 3
A flutuar em repouso, o peso do barco iguala o peso da água deslocada.
- 4
Direito e parado, o barco tem G e B na mesma vertical.
- 5
Mais carga significa maior imersão e menos bordo livre.
4Erros frequentes
Erro: Um barco pesado flutua porque é feito de materiais leves.
Correto: Os navios de aço também flutuam. Qualquer barco flutua enquanto o casco deslocar água com peso igual ao seu.
Erro: G e B são pontos fixos marcados pelo construtor.
Correto: G desloca-se sempre que o peso se desloca a bordo; B desloca-se sempre que a forma submersa muda, por exemplo quando o barco se inclina de lado (adorna).
5Caso prático e chaves de exame
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.
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