Hidrostática 
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Têm aparecido no fórum uma quantidade de questões que trazem muitas dúvidas sobre Hidrostática. Como, na verdade trata-se de assunto simples estamos publicando este resumo com o intuito de dirimir essas dúvidas.

O grego Arquimedes foi o descobridor do princípio da flutuação dos corpos. Conta uma lenda que, ao entrar numa banheira cheia de água e vê-la transbordar devido ao acréscimo do volume de seu corpo, teve um imediato "insight"
e teria saído nú a correr e gritar: Eureka! Eureka! que em grego significa:  Encontrei! Encontrei!

Em Física, no seu "Tratado dos Corpos Flutuantes", estabeleceu as leis fundamentais da Estática e da Hidrostática. Um dos princípios fundamentais da hidrostática é assim enunciado: 

"Todo corpo mergulhado total ou parcialmente em um fluido sofre uma impulsão vertical, dirigida de baixo para cima, igual ao peso do volume do fluido deslocado, e aplicado no centro de impulsão."

O centro de impulsão, também denominado centro de carena ou Metacentro é o centro de gravidade do volume que corresponde à porção submersa do corpo. Isto quer dizer que, para o objeto flutuar, o peso da água deslocada pelo objeto tem de ser igual ao próprio peso do objeto.

Imagine um cilindro de plástico fechado que é colocado na água. A figura da esquerda, abaixo, mostra como ele ficaria se o colocássemos cuidadosamente sobre a superfície. À direita a figura mostra o que acontece se o forçarmos até o fundo e então o soltarmos.


Isso ilustra o Princípio de Arquimedes. No primeiro caso o corpo mergulha na água até que o volume de água deslocado tenha um peso igual ao peso do cilindro. Nessa consição é estabelecido o equilíbrio e o corpo flutua.

No segundo caso o volume de água deslocado tem peso bem maior que o do corpo que, ao ser solto livremente sofre um forte empuxo para cima que o faz, mesmo, saltar fora da água.

O empuxo tem módulo igual ao peso da água deslocada: podemos ver que o volume de água deslocada é igual ao volume imerso Vi do corpo e sendo g a gravidade local e d a massa específica (kg/m³) da água, o peso desse volume de água é P=d.V.g que corresponde ao empuxo:




Situações de Equilíbrio Hidrostático

1. Equilíbrio indiferente

É a situação em que o corpo permanece na posição em que o colocarmos. Isto acontece quando o centro de gravidade coincide com o metacentro, mais comumente quando o corpo flutua totalmente submerso:


2.  Equilíbrio Estável

O centro de gravidade dos corpos não muda de lugar, o metacentro, porém se altera à medida em que é alterada a geometria do volume submerso, quando isso acontece pode ocorrer que os momentos do peso do corpo e do empuxo sejam restauradores do equilíbrio e então dizemos que essa situação representa um equilíbrio estável. Isso ocorre quando o centro de gravidade do corpo fica abaixo do metacentro.



3.  Equilíbrio Instável

Ocorre quando o centro de gravidade situa-se acima do metacentro e é a situação mais comum. Nesse caso os momentos do peso e do empuxo farão o emborcamento do corpo:



4.  Questões resolvidas

Para ver questões resolvidas acesse o link abaixo:

Questões de Hidrostática resolvidas




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