un 2 - flutuabilidade

5/10/2018 UN 2 - FLUTUABILIDADE - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/un-2-flutuabilidade 1/57

CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE

Arquiteturanaval II

11CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE

Professores: 2ONRommel

CLC



CLC

CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 22CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE

Unidade 2

flutuabilidade(Flotation)



CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 33

Buoyancy

Poder de flutuação; FLUTUABILIDADE;Força ascensional.




O sábio grego

Arquimedes deSiracusa (287 a.C a

212/211 a.C),estabeleceu as leis

fundamentais daestática dos sólidos e

da hidrostática em seu




Um destes princípiosfunda-mentais da

hidrostática (con-hecido como lei da

flutua-ção), por eleestabelecido, é o de

ue:




“Todo corpo

mergulhado em umfluido sofre um

empuxo vertical,dirigido de baixo

para cima, igual aopeso do volume do

fluído deslocado e


http://slidepdf.com/reader/full/un-2-flutuabilidade 7/57CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 77

Propriedades dosfluidos



Peso de um

fluido(newton – N)

P =m∙g

P = pesom = massag = gravidade



No estudo da físicahá necessidade de

conside-rarmos aprecisão dos da-

dos dos elementosestu-dados.



Por exemplo,

comparando chumboe madeira, não é

simplesmente dizer oque qualquer um dirá

imedia-tamente, queo chumbo é mais

“pesado” que a



Essas expressões ,

“mais leve” e“mais pesado”,não são

suficientes paradescrever com

exatidão uma



Na comparação de

duas subs-tâncias ovolume tem, eviden-

temente, grandeimportância, uma vez

que, com volumesiguais, um corpo de

chumbo é bem mais



Comparando corpos com massas iguais ecorpos com volumes iguais, de diferentes

substancias.

Fonte: Como 'nasce' uma grandeza físicawww.feiradacencia.com.br



“Como corpos de umamesma subs-tânciapodem ter tamanhosdiver-sos, pesos diversos

e massas diver-sas, temque haver uma grandeza

que seja independente damassa, do peso e dovolume desses corpos.

Essa grandeza deve ser



Essagrandeza é

a



Massa específica oudensidade abso-luta ( ) deum fluido é a massa destefluido por unidade de

volume (g/cm³)

= densidadem = massa= volume



Peso específico (w ) de

um fluido (N/m³)

W = pesoespecíficom

= massa∇= volume = densidade=



Gravidade específica ou

densidade relativa(adimensional) É a razão entre a densidade

de um material e adensidade da água pura,normalmente considerando

as condi-ções de umaatmosfera (10 Pa = 1 Bar) e⁵

a temperatura da água a 4° Cuando sua densidade é



Grandeza que

caracteriza umapropriedade da

subs-tância e nãodo corpo.



FLUTUABILIDADEDEFINIÇÃO

É a propriedade de umcorpo permanecer na

superfície da água.



Depende da igualdadeentre o peso do corpo e oempuxo do líquido. Como,

no nosso caso, o líquido ésempre a água, a

flutuabilidade variaprincipalmente com opeso específico do corpo,i t r




Seja o peso de todas aschapas de aço, de 4m x 2mx 0,03m e densidade7830kg/m³, usadas na

construção do casco de umnavio de 120 metros decomprimento 18 de boca e 7

de pontal igual aaproximadamente 8000tons.




Façamos umas contas.

Peso do casco = 8000 tons(aproximadamente)

Peso do amarrado de chapas:

(4 x 2 x 1 x 7830)/1000 = 62,640

tonsLançados adequadamente na águao casco flutua e o amarrado, bemmais leve, afunda rapidamente.




Uma outragrandeza físicaque temos que

considerar é a“PRESSÃO”




PRESSÃOA pressão exercida por

uma força sobre uma

superfície é a razão entre

a componente da força

normal à superfície e a

área da superfície consi-

derada.




Tomemos um vaso de

material de espessuramuito fina, e cujoslados possuamconsiderável número deorifícios. O vaso é

enchido com água eobservamos que essa

água vazará pelos ori-




Tomemos, agora, omesmo vaso vazio e ocoloquemos dentro da

água. Veremos que aágua penetrará no vaso

pelos orifícios numadireção perpendicular àsuperfície




Dessas duasexperiências

verificamos que aágua exerce uma

pressão, em todas asdireções,perpendicular a




Generalizando: quandoum cor-po está imerso

em um líquido, apressão desse líquido é

em direçãoperpendicular a superfí-cie imersa desse corpo.




Façamos uma outraexperiência

Coloquemos um blococom volume de um

decímetro cúbiconum tanque, apenas

aflorando àsuperfície da água;sua face inferior fica




Nessa profundidade apressão da água é de umquilograma por de-címetro quadrado, igual

ao peso que o blocodesloca; portanto, a

água exerce sobre essebloco uma força para

cima igual ao peso do




Agora coloquemoso bloco demaneira que sua

base fique a 4 dmda Superfície.




A pressão a 4 dm da

superfície é 4 kg/dm². Aparte de cima do bloco

sustenta uma pressão de3 kg (estão em cima dele3dm³ de água). Adiferença entre essasforças, 1 kg, é igual ao




O empuxo atuando nocasco do navio




EMPUXO(UP

THRUST)

P1

P2

P3

kg1

kg2g3

P4

kg4

P5

Kg5

P6

kg6

P7

kg7

E

B




Essa força exercida

de baixo para cima,igual a diferença de

pressões, édenominada

empuxo




Um líquido exerce um

empuxo sobre umcorpo flutuante ou

imerso nele, porquea pressão na parte

inferior do corpo émaior que a pressão

na sua parte




Em cada ponto dasuperfície imersa de umcorpo, há uma pressãoque age normalmente à

superfície. Esta pressãocresce com a

profundidade do pontoabaixo da superfície da

água; ela é medida pelo




• Exemplo. Qual a pressão da águaem um orifício de 0,10 m² em um

ponto da carena situado a cincometros abaixo da superfície domar; um metro cúbico da águado mar pesa 1.026 quilogramas.

• Reposta. 5 x 1.026 quilogramaspor metro quadrado.• Um tampão para aguentar o veio

d'água naquele orifício deveexercer um esforço de:

15 x 1.026 x ––– = 513

quilogramas




• Através do principio de

Arquimedes, tiramos duasconclusões importantes:

1ª.) É a igualdade entre o pesoda embarcação e o empuxoque possibilita a existência da

flutuabilidade;

2ª.) Conforme o principio de

Arquimedes, o empuxo é igual

LIMITE DE




LIMITE DEFLUTUABILIDADE

As madeiras leves têm um

peso específico menor queo da água; um pedaço demadeira leve flutua

sempre. O ferro, porexemplo, tem um peso

específico maior que o da




É mudando a forma(tornan-do oco) ummaterial que sediminuienormemente o seupeso por unidade devolume e, portanto,




É possível assim aconstrução de navios

feitos com mate-riaismais pesados que a

água, como o ferro eo aço.




A l i d




•As leis de

flutuabilidadeaplicam-se não

somente aqualquer navio de

su-perfície, comotambém a um




• Quando imerso, umobjeto permanece emrepouso e na suaposição imersasomente no caso emque o seu peso forigual ao peso do

• Mas um objeto totalmente




Mas um objeto totalmenteimerso quase sempre pesamais ou pesa menos que ovolume da água que desloca.

• Nestes casos, a fim de quepossa manter-se emequilíbrio e em sua posição

de imersão, deverá receberuma força adicional,respectivamente, para cima

ou para baixo Esta força é




Reserva deflutuabilidade

• É o volume da parte donavio acima da superfície daágua e que pode ser tornadaestanque. Na maioria dosnavios, é o volume

compreendido entre aflutuação e o convésprincipal, mas em alguns

refere-se também às




• A reserva de

flutuabilidade exprime-se em percentagem dovolume deslocado pelo

navio; uma vez que éexpressa em

percentagem, a reservade flutuabilidade podetambém referir-se ao




• A reserva de

flutuabilidade dosnavios de guerra detipo usual varia de 50 a75 por cento dodeslocamento normal.

Num submarino emdeslocamento normal, a

reserva de flutuabi-




• Para um navio imergircompletamente é necessário

carregá-lo com o pesocorrespondente a umaquantidade de água que

ocupe um volume igual àreserva de flutuabilidade. Istosignifica que a reserva de

flutuabilidade é aflutuabilidade em potencialque cada navio possui; a

soma do empuxo e da reserva




•A reserva de

flutuabili-dade éfunção da borda-

livre.




• É importante para os

navios, em caso deavaria, pois quanto

menor for a reservade flutuabililidade,

menor será acapacidade de

su or tar um



FIM DA UNIDADE

un 2 - flutuabilidade

Documents