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Empuxo, Flutuador, Estabilidades. Empuxo - Princípio de Arquimedes: Num corpo total ou parcialmente imerso num fluido, age uma força vertical de baixo.

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1 Empuxo, Flutuador, Estabilidades

2 Empuxo - Princípio de Arquimedes: Num corpo total ou parcialmente imerso num fluido, age uma força vertical de baixo para cima, chamada empuxo, cuja intensidade é igua ao peso do volume de fluido deslocado E =. V

3 Empuxo - Condição de flutuação: Que seu peso G seja menor que o empuxo G < E =. V

4 Empuxo TITANIC -Tonelagem bruta: toneladas - Deslocamento: toneladas Segundo o Princípio de Arquimedes, as forças resultantes do deslocamento de um navio (F P ) e de impulsão da água (F A ) deverão ser iguais para o navio flutuar. O deslocamento será igual à massa de um volume de água igual ao volume imerso do navio (V i ).Princípio de Arquimedes

5 Empuxo Corpo totalmente submerso V corpo = V deslocado Logo, fluido. V fluido = corpo. V corpo Conclui-se que para um corpo flutuar, fluido > corpo

6 Flutuador Corpo flutuante ou flutuador é qualquer corpo que permanece em equilíbrio quando parcial ou totalmente submerso. -Plano de flutuação - Linha de flutuação - Seção de flutuação - Volume de carena - Centro de carena

7 Estabilidade Forças atuantes: G = peso (atua no centro de gravidade CG) E = Empuxo (atua no centro de carena CC) Num corpo em equilíbrio, E = G Se aplico e retiro uma força desequilibrante e o corpo: - retorna a posição de equilíbrio equilíbrio estável; - afasta-se da posição de equilíbrio equilíbrio instável; - permanece na nova posição equilíbrio indiferente.

8 Estabilidade Estabilidade Vertical Corpo totalmente submerso Equilíbrio indiferente, pois o V sub é sempre o mesmo Corpo parcialmente submerso -Mais comum; - Se desloco o corpo para baixo E > G; - Se retiro a força, o corpo sobe até que E = G; - Se desloco o corpo para cima E < G.

9 Estabilidade Estabilidade a Rotação Uso de uma força que faça um corpo girar um pequeno ângulo θ em torno de um eixo de rotação Corpo totalmente submerso Conjugado restaurador (CG abaixo do CC).

10 Estabilidade Estabilidade a Rotação Corpo totalmente submerso CG acima do CC.

11 Estabilidade Estabilidade a Rotação Corpo parcialmente submerso, em equilíbrio - embarcações em geral; - análise não é tão simples; - existe equilíbrio estável com o CG acima do CC, em função do novo volume de fluido deslocado, com a nova posição!

12 Estabilidade Estabilidade a Rotação Corpo parcialmente submerso, em equilíbrio - surge a importância de se determinar a cota r, que será designada altura metacêntrica. Filme

13 Estabilidade Estabilidade a Rotação Corpo parcialmente submerso, em equilíbrio r = (. I y / G ) – l onde: r = altura metacêntrica = peso específico do fluido I y = momento de inércia em relação ao eixo y, da geometria considerada (seção de flutuação) G = deslocamento de fluido pela carena (peso de fluido deslocado) l = distância entre o CG e o CC

14 Estabilidade EXERCÍCIOS Estudar os exemplos 1 e 2 Dicas de interpretação: No exemplo 1, o momento de inércia da seção de flutuação é determinado pela soma das figuras geométricas do retângulo e do losango; No exemplo 2, primeiro determina-se o volume da carena, pois sabe-se que o peso da balsa será o peso do volume de água deslocado; determina-se então a cota z da carena e acha-se o CC (1/2. z) e depois o l.

15 FIM


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