Princípio de Arquimedes – Afundar ou Flutuar ?

Olá, como vão?

Se soltarmos uma bolinha maciça de aço dentro da água, ela vai afundar. Mas, um navio, posto a navegar, não afunda (pelo menos, esperamos que não). Como isto é possível, já que o navio tem massa muito maior do que a bolinha?

O que determina se um corpo vai ou não afundar na água não é sua massa, mas sua densidade. Você já ouviu a pergunta: quem é mais pesado (na verdade, a rigor, a pergunta deveria ser quem tem mais massa) – um 1kg de pena ou 1kg de chumbo? Ambos têm a mesma massa (de 1kg). Mas, certamente, há algo de diferente entre eles que tem a ver com massa, você não acha?

Para massas iguais, a pena ocupa volume bem maior que o chumbo. Isto a torna menos densa. De modo geral, para massas iguais, quanto maior o volume ocupado por esta massa, menor será sua densidade e vice-versa.

Quando falamos em afundar ou flutuar, devemos levar em consideração a densidade e não simplesmente a massa. Não é difícil de entender. A bolinha tem pouca massa em comparação ao navio, mas esta massa é muito “concentrada”. Desta maneira, a base de sustentação que ela vai ter na água é pequena. Já o navio, tem sua grande massa distribuída em uma base de sustentação bem grande e isto permiti que ele flutue. Isto pode ser explicado de forma mais precisa por um princípio chamado Princípio de Arquimedes (mas não vamos entrar em maiores detalhes matemáticos, já que o artigo tem caráter introdutório).

A história conta que Arquimedes formulou seu princípio quando tentava solucionar um problema a pedido do rei de Siracusa. O rei havia entregue ao ourives da corte uma certa quantidade em ouro para o mesmo confeccionar uma coroa. Porém, ao lhe ser entregue a coroa, o rei desconfiou que o ourives havia substituído parte do ouro por outro metal. Então, o rei pediu a Arquimedes que investigasse o ocorrido. 
Um dia,  Arquimedes, ao tomar banho de banheira, notou o deslocamento da água. Teve, então, uma grande ideia, que o teria feito sair sem roupa pela rua, gritando “eureka” (palavra grega que significa achei). 
Ele havia descoberto um meio de verificar se o rei fora ou não enganado. Arquimedes pegou uma barra de ouro exatamente igual a que o rei havia dado ao ourives e colocou-a em um recipiente com água, coletando em outro a água que transbordara. Depois fez o mesmo com a coroa, verificando que a quantidade da água deslocada  era menor e, conseqüentemente, a coroa tinha densidade menor do que a barra de ouro. ¹

Você pode estar pensado assim, agora: eu já percebi que é mais fácil flutuar no mar do que na piscina. Como isto é possível, já que minha massa não muda de um lugar para outro? Quando fizemos a comparação entre a bolinha e o navio, estávamos admitindo que ambas as experiências estivessem ocorrendo na mesma água. Diferentes líquidos têm diferentes “capacidades de sustentação”. Quanto mais densos eles forem, melhor. É por isto que é mais fácil flutuar na água do mar. A presença do sal a torna mais densa do que a água da piscina.

Agora, será que dá para fazer um barco de papelão? Dá sim! Assista ao vídeo abaixo, para ver como.

Abraço a todos,

Prof. Douglas Almeida

1 – adaptado de  http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20100202035920AAd3Dud

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