Por Que os Navios Flutuam?

É incrível quando você se dá conta de que aquele carpete sequinho que você está pisando no navio está na verdade em cima de uma coluna d'água com até mais de dez quilômetros de profundidade. Isso é uma das coisas que me fascinam - e assustam outros - na navegação.

Mas você já parou para pensar como é que um navio tão grande e tão pesado não afunda? Esse é mais um assunto para uma conversa rápida com vocês!

Fascinante ver o Fascinosa Flutuando

Eles flutuam justamente porque são muito grandes

Existe uma relação entre a massa e o volume de um objeto que é denominada densidade. A densidade (massa ÷ volume) mostra qual a concentração da matéria de algo, ou seja, em que área aquela massa está distribuída. Imagine que você chega em uma loja de brinquedos e encontra um carrinho que pesa 20kg: você certamente iria achá-lo extremamente pesado quando pegasse! Agora você saiu da loja e foi até uma concessionária para conhecer um carro recém-lançado e o vendedor te diz que ele também pesa 20kg. Sem acreditar, você pega o veículo pelas maçanetas e o levanta do chão. É inacreditavelmente leve!!
Mas como pode os dois carros com os mesmos 20kg serem um absurdamente pesado e o outro incrivelmente leve? A explicação é que a massa do carrinho está concentrada em um volume muito pequeno, deveria ser um bloco maciço de metal esculpido, enquanto a massa do carro fictício está distribuída em um volume muito maior. Certamente ele não tinha nada dentro, era só uma carcaça.

Levando isso para uma escala exponencialmente maior - a de um navio de cruzeiro - nós podemos começar a entender porque uma estrutura com centenas de metros de comprimento, dezenas de metros de largura e dezenas de andares de altura consegue flutuar. Apesar de serem muito pesados, os navios são muito grandes e têm muitas áreas vazias.

O segredo é a combinação da área de contato do casco com a água, a grande quantidade de áreas preenchidas com ar e o empuxo do oceano:
Um navio como o Oasis of the Seas (não deixe de ler a nossa avaliação dele clicando aqui!) tem, fazendo um cálculo grosseiro, uma área de 23 mil metros quadrados (362 metros de comprimento por 64 de largura, mas a base dele não é um retângulo). Lembrem que também existe uma grande parte do navio que fica submersa, ele não é como uma prancha de isopor que fica só na superfície da água. O Oasis, nosso exemplo, tem mais de 9 metros abaixo da linha d'água. O resultado é que por ter grandes áreas "ocas" (não é um bloco maciço de aço), a densidade resultante do volume submerso preenchido predominantemente com ar, este com pouca massa, é muito baixa.

Mas a densidade baixa por si só não é o que faz o navio flutuar. A Terceira Lei de Newton explica tudo:

"A toda ação há uma reação oposta e de igual intensidade: as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos"

Imagine que você e outra pessoa estão com patins de ski. Se tentar empurrar o outro em cima do gelo você também vai para trás, não só quem foi empurrado.
Isso acontece com um navio também. Quando ele é colocado no mar há um deslocamento enorme de água, um volume igual ao da área que fica submersa. Como essa força age de cima para baixo, o oceano "empurra" de volta o navio, como em uma tentativa de reocupar aquela área com a água. Essa força de baixo para cima é chamada de empuxo. Quando o navio chega a uma certa profundidade a força de cima para baixo e a de baixo para cima se igualam, fazendo com que ele flutue.
Esses fatores são levados em consideração pelos projetistas para que, depois de colocado tudo dentro do navio, ele fique na linha d'água com a altura desejada e tenha um centro de gravidade o mais baixo possível, para que não tombe. Um objeto com centro de gravidade extremamente baixo é aquele brinquedo "João bobo". Você pode colocá-lo até de lado que ele volta para a posição vertical! A ideia é chegar o mais próximo possível disso. Por isso os andares inferiores são feitos de aço e concentram todo o maquinário pesado, tanques de água, depósitos e as principais áreas públicas, enquanto os decks superiores são constituídos por materiais muito mais leves.

E por que ele afunda quando entra água? Porque a água é muito mais pesada que o ar. Dessa forma a massa aumenta muito e o volume continua o mesmo, resultando em uma densidade muito alta.

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