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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE
Arquiteturanaval II
11CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE
Professores: 2ONRommel
CLC
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CLC
CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 22CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE
Unidade 2
flutuabilidade(Flotation)
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 33
Buoyancy
Poder de flutuação; FLUTUABILIDADE;Força ascensional.
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 44
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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 55
Um destes princípiosfunda-mentais da
hidrostática (con-hecido como lei da
flutua-ção), por eleestabelecido, é o de
ue:
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 66
“Todo corpo
mergulhado em umfluido sofre um
empuxo vertical,dirigido de baixo
para cima, igual aopeso do volume do
fluído deslocado e
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Propriedades dosfluidos
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Peso de um
fluido(newton – N)
P =m∙g
P = pesom = massag = gravidade
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No estudo da físicahá necessidade de
conside-rarmos aprecisão dos da-
dos dos elementosestu-dados.
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Por exemplo,
comparando chumboe madeira, não é
simplesmente dizer oque qualquer um dirá
imedia-tamente, queo chumbo é mais
“pesado” que a
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Essas expressões ,
“mais leve” e“mais pesado”,não são
suficientes paradescrever com
exatidão uma
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Na comparação de
duas subs-tâncias ovolume tem, eviden-
temente, grandeimportância, uma vez
que, com volumesiguais, um corpo de
chumbo é bem mais
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Comparando corpos com massas iguais ecorpos com volumes iguais, de diferentes
substancias.
Fonte: Como 'nasce' uma grandeza físicawww.feiradacencia.com.br
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“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
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Essagrandeza é
a
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Massa específica oudensidade abso-luta ( ) deum fluido é a massa destefluido por unidade de
volume (g/cm³)
= densidadem = massa= volume
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Peso específico (w ) de
um fluido (N/m³)
W = pesoespecíficom
= massa∇= volume = densidade=
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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
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Grandeza que
caracteriza umapropriedade da
subs-tância e nãodo corpo.
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FLUTUABILIDADEDEFINIÇÃO
É a propriedade de umcorpo permanecer na
superfície da água.
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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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 2222
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.
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 2323
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.
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 2424
Uma outragrandeza físicaque temos que
considerar é a“PRESSÃO”
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 2525
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.
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 2626
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-
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 2727
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 2828
Tomemos, agora, omesmo vaso vazio e ocoloquemos dentro da
água. Veremos que aágua penetrará no vaso
pelos orifícios numadireção perpendicular àsuperfície
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 2929
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 3030
Dessas duasexperiências
verificamos que aágua exerce uma
pressão, em todas asdireções,perpendicular a
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Generalizando: quandoum cor-po está imerso
em um líquido, apressão desse líquido é
em direçãoperpendicular a superfí-cie imersa desse corpo.
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 3232
Façamos uma outraexperiência
Coloquemos um blococom volume de um
decímetro cúbiconum tanque, apenas
aflorando àsuperfície da água;sua face inferior fica
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 3333
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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 3434
Agora coloquemoso bloco demaneira que sua
base fique a 4 dmda Superfície.
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 3535
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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 3636
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 3737
O empuxo atuando nocasco do navio
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 3838
EMPUXO(UP
THRUST)
P1
P2
P3
kg1
kg2g3
P4
kg4
P5
Kg5
P6
kg6
P7
kg7
E
B
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 3939
Essa força exercida
de baixo para cima,igual a diferença de
pressões, édenominada
empuxo
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 4040
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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 4141
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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 4242
• 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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 4343
• 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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 4444
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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 4545
É mudando a forma(tornan-do oco) ummaterial que sediminuienormemente o seupeso por unidade devolume e, portanto,
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 4646
É possível assim aconstrução de navios
feitos com mate-riaismais pesados que a
água, como o ferro eo aço.
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 4747
A l i d
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 4848
•As leis de
flutuabilidadeaplicam-se não
somente aqualquer navio de
su-perfície, comotambém a um
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 4949
• Quando imerso, umobjeto permanece emrepouso e na suaposição imersasomente no caso emque o seu peso forigual ao peso do
• Mas um objeto totalmente
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 5050
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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 5151
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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 5252
• 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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 5353
• 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-
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 5454
• 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
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 5555
•A reserva de
flutuabili-dade éfunção da borda-
livre.
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CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DECENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE BRAZ DE 5656
• É importante para os
navios, em caso deavaria, pois quanto
menor for a reservade flutuabililidade,
menor será acapacidade de
su or tar um
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FIM DA UNIDADE