Mecânica IV · Episódio 9

O navio de duzentas mil toneladas e o prego

Flutuação, densidade média e o submarino

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 91 / 20

O caso

Porta-contêineres em corte flutuando, e um prego no fundo ao lado

Suez, 23 de março de 2021 · navio de 400 m por 58,8 m · atravessado 6 dias
199 629 t de carga · 265 876 t carregado
calado 14,5 m · pontal 32,9 m
prego do mesmo aço: vai ao fundo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 92 / 20

O caso

Suez, 23 de março de 2021 · navio de 400 m por 58,8 m · atravessado 6 dias
199 629 t de carga · 265 876 t carregado
calado 14,5 m · pontal 32,9 m
prego do mesmo aço: vai ao fundo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 92 / 20

O caso

Suez, 23 de março de 2021 · navio de 400 m por 58,8 m · atravessado 6 dias
199 629 t de carga · 265 876 t carregado
calado 14,5 m · pontal 32,9 m
prego do mesmo aço: vai ao fundo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 92 / 20

O caso

Suez, 23 de março de 2021 · navio de 400 m por 58,8 m · atravessado 6 dias
199 629 t de carga · 265 876 t carregado
calado 14,5 m · pontal 32,9 m
prego do mesmo aço: vai ao fundo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 92 / 20

Pergunta do episódio

Se o aço é o mesmo, por que o gigante boia e o prego não?

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 93 / 20

Conceito 1 — Densidade decide

Prego na água: peso quase 8 vezes o empuxo

mesmo e mesmo :

corpo mais denso → afunda · menos → sobe · igual → parado
tamanho não entra: prego ou viga, 7,8

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 94 / 20

Exemplo resolvido — o prego

Prego de aço de em água doce

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

razão 7,8: afunda

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 95 / 20

Exemplo resolvido — o prego

Prego de aço de em água doce

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

razão 7,8: afunda

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 95 / 20

Exemplo resolvido — o prego

Prego de aço de em água doce

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

razão 7,8: afunda

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 95 / 20

Conceito 2 — Densidade média

Caixa do casco com aço, contêineres e muito ar dentro

Massa pelo casco inteiro (pergunta) e pelo submerso (resposta)

ar incluído, volume externo:

boia se a média é menor que a do fluido
massa sobre volume submerso: sempre o fluido

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 96 / 20

Exemplo resolvido — a média do navio

Caixa de 400 m por 59 m por 33 m · 265 876 t

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

menor que 1 025: flutua

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 97 / 20

Exemplo resolvido — a média do navio

Caixa de 400 m por 59 m por 33 m · 265 876 t

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

menor que 1 025: flutua

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 97 / 20

Exemplo resolvido — a média do navio

Caixa de 400 m por 59 m por 33 m · 265 876 t

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

menor que 1 025: flutua

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 97 / 20

Exemplo resolvido — a conta ao contrário

Mesmo navio no mar ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

volta a densidade do mar, não a do navio

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 98 / 20

Exemplo resolvido — a conta ao contrário

Mesmo navio no mar ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

volta a densidade do mar, não a do navio

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 98 / 20

Exemplo resolvido — a conta ao contrário

Mesmo navio no mar ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

volta a densidade do mar, não a do navio

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 98 / 20

Conceito 3 — Fração submersa

Iceberg: só a ponta acima da linha d'água

fora d'água: 1 menos essa razão
ao contrário: fração dá a densidade

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 99 / 20

Exemplo resolvido — o iceberg

Gelo de no mar e na água doce

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 910 / 20

Exemplo resolvido — o iceberg

Gelo de no mar e na água doce

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 910 / 20

Exemplo resolvido — o iceberg

Gelo de no mar e na água doce

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 910 / 20

Conceito 4 — Carga, rio e mar

Mesmo casco vazio e carregado, até a linha de carga

carga sobe a média → casco afunda mais
linha de carga: limite seguro no costado
água doce, menos densa → calado maior

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 911 / 20

Conceito 4 — Carga, rio e mar

carga sobe a média → casco afunda mais
linha de carga: limite seguro no costado
água doce, menos densa → calado maior

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 911 / 20

Conceito 4 — Carga, rio e mar

carga sobe a média → casco afunda mais
linha de carga: limite seguro no costado
água doce, menos densa → calado maior

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 911 / 20

Exemplo resolvido — a barcaça

Barcaça de 1 000 t no rio () e no mar ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 912 / 20

Exemplo resolvido — a barcaça

Barcaça de 1 000 t no rio () e no mar ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 912 / 20

Exemplo resolvido — a barcaça

Barcaça de 1 000 t no rio () e no mar ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 912 / 20

Conceito 5 — O submarino

Submarino com ar, meio cheio e cheio de água nos tanques

volume fixo · massa ajustável (lastro)
água entra → média acima do mar → desce
ar expulsa a água → sobe · média igual → neutro

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 913 / 20

Conceito 5 — O submarino

volume fixo · massa ajustável (lastro)
água entra → média acima do mar → desce
ar expulsa a água → sobe · média igual → neutro

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 913 / 20

Conceito 5 — O submarino

volume fixo · massa ajustável (lastro)
água entra → média acima do mar → desce
ar expulsa a água → sobe · média igual → neutro

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 913 / 20

Exemplo resolvido — submarino na superfície

1 900 t flutuando no mar, tanques com ar

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 914 / 20

Exemplo resolvido — submarino na superfície

1 900 t flutuando no mar, tanques com ar

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 914 / 20

Exemplo resolvido — submarino na superfície

1 900 t flutuando no mar, tanques com ar

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 914 / 20

Conceito 6 — O limite de 400 m

Barra de pressão crescendo até 41 atm a 400 m

mais 1 atm a cada 10 m de mar
casco segura fora menos dentro
empuxo não muda com a fundura · a pressão sim

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 915 / 20

Conceito 6 — O limite de 400 m

mais 1 atm a cada 10 m de mar
casco segura fora menos dentro
empuxo não muda com a fundura · a pressão sim

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 915 / 20

Conceito 6 — O limite de 400 m

mais 1 atm a cada 10 m de mar
casco segura fora menos dentro
empuxo não muda com a fundura · a pressão sim

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 915 / 20

Exemplo resolvido — a 400 m

Submarino na superfície e a 400 m de fundo

Mar de · superfície a

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

só a coluna: 41 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 916 / 20

Exemplo resolvido — a 400 m

Mar de · superfície a

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

só a coluna: 41 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 916 / 20

Exemplo resolvido — a 400 m

Mar de · superfície a

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

só a coluna: 41 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 916 / 20

Radar ENEM