1.
A estabilidade de um navio
Termos em vermelho são importantes
O que é força empuxo? (Principio hidrostático de Arquimedes)
Essa força pode ser notada quando
mergulhamos um objeto na água, nós
percebemos que ele sofre uma ação que o
empurra para cima, assim parece que o
peso do objeto diminuiu. Não foi o peso
que diminuiu, mas a densidade dele é
menor que o peso da água que ele desloca.
Quanto mais você tentar afundar uma bola de plástico no fundo do mar,
mais força você terá de fazer porque a força do empuxo estará agindo
sobre ela e a densidade da bola é extremamente menor do que seu
peso.
Se o navio tivesse uma pressão igual da parte superior e inferior, essas
forças iriam se igualar e a pressão seria nula e o empuxo não teria
nenhum efeito sobre o navio. Portanto o navio pesando 1 tonelada com
uma densidade menor do que seu peso flutuará na água.
Os corpos podem se comportar da seguinte forma:
Quando P=E: Peso do corpo igual ao empuxo.
Neste caso a resultante destas forças será
nula e o corpo permanece em repouso no
local que foi abandonado. Sua densidade
é igual à do líquido. Se um submarino está
em repouso no meio da água temos seu
peso igual ao empuxo sendo a densidade
média do submarino igual a densidade da água do mar.
Obs: Quanto melhor a distribuição da sua massa ao longo do corpo,
menor será a sua densidade.

2.
Quando P>E: Peso do corpo maior que o empuxo.
A resultante dessas forças estará dirigida para
baixo e o corpo irá afundar. Neste caso a
densidade do corpo é maior que a do líquido.
Logo, o objeto tende a afundar ao meio.
d(navio) > d(água)
Quando P<E: Peso do corpo é menor que o empuxo.
Neste caso a resultante está dirigida para cima
fazendo o corpo ir para a superfície do líquido. Ao
emergir o corpo passa a deslocar menor volume de
líquido e o empuxo sobre ele torna-se menor. No caso
de um navio ele ficará em equilíbrio parcialmente
mergulhado na água, fazendo com que o empuxo se
iguale ao peso.
Obs: A densidade do corpo é menor que a do líquido. O processo “E=P”
é anteposto ao processo “E>P” pois ao chegar a superfície, os pesos se
igualam e o peso do corpo se anula com o peso do empuxo.
Estabilidade
O centro de gravidade do corpo localiza-se no centro de aplicação do seu
peso. Quando a distribuição de massa de um objeto é homogênea, o seu
centro de gravidade coincide com o seu centro de massa. Se o corpo não
é homogêneo ou tem forma irregular, seu centro de gravidade não
coincide com o seu centro de massa. É possível localizar o CG do corpo

3.
pendurando-o livremente. O CG do corpo fica no ponto de cruzamento
das verticais que passam pelo ponto de sustentação.
Já o centro de empuxo CE está localizado no centro de gravidade do
líquido deslocado pelo corpo.
A posição do centro de gravidade CG, então não se altera em relação ao
corpo. Já o centro de empuxo do navio CE muda de acordo com a forma
do volume do líquido deslocado, já que está localizado no centro de
gravidade do líquido deslocado.
O navio é projetado para em caso
de oscilações laterais, retornar a
posição inicial. Para isso, seu centro
de gravidade CG fica abaixo do
centro de empuxo CE, como mostra
a figura ao lado, de modo que temos
uma situação de equilíbrio estável. O
momento das forças e é
que faz com que o navio volte à posição inicial.
O CG no caso de uma embarcação, não pode coincidir com o CE, pois
quando o CG coincide com o CE, o corpo imerso fica em equilíbrio
indiferente, ou seja, se qualquer perturbação fizer o corpo se mover
lateralmente, ele não retorna a posição de equilíbrio.
Na figura ao lado que o CE muda
de posição quando o barco se
movimenta, o que altera a
situação de equilíbrio. Essa
mudança depende da forma do
casco, já que o CE está
localizado no centro de gravidade
do líquido deslocado.
Para obter-se maior estabilidade
possível, a distribuição de cargas no interior do navio é feita de tal modo
que o centro de gravidade se situa o mais próximo possível do fundo do
navio.
Mas não é apenas isto que faz com que o navio flutue, pois o navio
possui um casco que facilita o seu equilíbrio. Quando o navio está leve
ele flutua com grande parte do seu casco fora da água. Quanto mais
peso mais ele imerge.

4.
Por isso que cada navio pode carregar certa quantidade de peso e o seu
carregamento deve ser organizado corretamente para que o navio possa
ter estabilidade.
Outro fator para que um barco possa flutuar é a densidade da água, pois
quanto mais densa as águas mais o barco flutuam. Como muitos sabem
a água salgada é mais densa que a água doce, pois ela contém sais
dissolvidos.