Flutuabilidade e desenho do casco — Engenharia, 11–13
Um barco flutua quando a sua forma lhe permite deslocar água suficiente para suportar o seu peso. Os engenheiros usam a flutuabilidade para projectar barcos, coletes salva-vidas e plataformas flutuantes que se mantêm estáveis em vez de simplesmente afundarem.
A forma pode fazer flutuar
Um pedaço de aço afunda, mas um barco de aço pode flutuar porque o seu casco oco ocupa espaço e afasta água. A água empurra o casco para cima. Quando esse apoio para cima iguala o peso do barco, ele flutua; se o peso aumentar demasiado, afunda mais ou vai ao fundo.
O problema de transportar peso
As pessoas precisavam de transportar cargas na água, mas os materiais densos afundam. A pergunta útil não era «Qual é o material mais leve?», mas «Como pode o objecto deslocar água suficiente?» Um casco largo e oco transporta mais peso sem precisar de um material mais leve, desde que a água não entre no interior.
Um barco de plasticina
Pega em 100 gramas de plasticina e faz uma bola compacta. Ela afunda numa taça com água. Passo 1: transforma a mesma plasticina num barco largo e oco. Passo 2: coloca-o suavemente na água; o casco desloca mais água e pode flutuar. Passo 3: acrescenta moedas uma a uma até afundar. A carga máxima depende da forma e da água deslocada.
O erro compreensível
É compreensível dizer «o aço afunda, por isso um barco de aço também deve afundar». Mas isso compara o material, não o desenho completo. O importante é a densidade média do barco, incluindo o espaço cheio de ar. Uma forma oca e fechada pode ter densidade média menor do que a água, mesmo que o seu metal seja mais denso.
Onde aparece
Navios de carga, canoas e submarinos controlam a quantidade de água que deslocam. Os coletes salva-vidas acrescentam um volume leve e fechado, reduzindo a densidade média da pessoa e mantendo-lhe a cabeça acima da água. Cais flutuantes e pontões usam a mesma ideia, mas a estabilidade também depende de manter o peso baixo e equilibrado.
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