Arquimedes supostamente descobriu a flutuabilidade em sua banheira há mais de 2.200 anos, e o mesmo princípio ainda explica tudo, desde por que um pato de borracha flutua até por que um navio de carga de 200 mil toneladas não afunda. Esta calculadora aplica uma fórmula - a força de empuxo é igual ao peso do fluido deslocado - a três questões cotidianas: quanta elevação um volume submerso obtém, se um objeto flutua ou afunda e quanto de um objeto flutuante permanece debaixo d'água.
Como funciona a calculadora de flutuabilidade
Cada cálculo aqui vem do princípio de Arquimedes: Fb = ρfluido × V × g. A guia Força Flutuante conecta a densidade do fluido e o volume deslocado diretamente nessa fórmula. A guia Float ou Sink ignora completamente os termos de volume e gravidade – uma vez que eles se cancelam ao comparar um objeto com o fluido ao seu redor, apenas a proporção de densidade decide o resultado. A guia Fração Submersa usa a mesma proporção de densidade para encontrar o ponto de equilíbrio onde o peso de um objeto flutuante equilibra exatamente a força de empuxo que empurra sua porção submersa.
Entradas e o que elas significam
A densidade do fluido (kg/m³) é a propriedade do líquido ou gás onde o objeto se encontra — água doce (1.000), água do mar (1.025, mais densa devido ao sal dissolvido) ou fluidos especiais como o mercúrio (13.546) para equipamentos de laboratório. O volume deslocado (m³) é a porção submersa do volume do objeto, não necessariamente o seu volume total — um objeto parcialmente flutuante apenas desloca sua seção subaquática. A densidade do objeto, quando fornecida, é a massa dividida pelo volume total; obtenha a densidade de um objeto desconhecido pesando-o e medindo seu volume (ou usando o método de deslocamento de água: submerja-o e registre quanto o nível da água sobe).
Limites e casos extremos
Esta calculadora pressupõe um fluido uniforme com densidade constante e um objeto rígido que não deforma nem absorve fluido — a densidade real da água do mar varia com a temperatura e a salinidade, e materiais porosos como algumas madeiras podem encharcar lentamente e alterar a densidade ao longo do tempo. Ele também trata "flutuadores" como uma simples comparação de densidade; a verdadeira estabilidade flutuante (se um navio tomba) também depende da forma e do centro de massa, o que é uma questão de engenharia separada de saber se ele flutua. Para qualquer coisa além de uma estimativa rápida (arquitetura naval, projeto de tanques industriais), consulte um engenheiro.