Arquitetura Naval I - Aula I

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Arquitetura Naval I
Força
• Leis de Newton
• 1º - Inércia 
• 2º - F = m.a
• 3º - Ação e Reação• 3º - Ação e Reação
Força Peso
• Gravidade
• Aceleração da gravidade
Unidade de Força e Peso
• Usualmente se usa quilograma, 
1Kg=1000gramas
• Unidades maiores, no caso de engenharia naval • Unidades maiores, no caso de engenharia naval 
1t=1000Kg
Representação de uma Força ou um 
Peso
• Um peso ou uma força será representado por 
uma flecha, a origem da flecha indica o ponto 
de aplicação da força, a reta indica a direção e 
sua ponta o sentido da força. Em Física essa sua ponta o sentido da força. Em Física essa 
flecha é conhecida como vetor.
Centro de Gravidade
• A Terra exerce uma força de atração;
• Um ponto em que corpo consegue equilibra, 
chamamos centro de gravidade.
Densidade
Densidade=peso/volume
Densidade da água dos rios (doce) = 1kg/litro
1kg = 1 litro de água doce1kg = 1 litro de água doce
1,025kg = 1 litro de água do mar (salgada)
Densidade do Ferro?
7,850 Kg ou 7850 gramas = 1 litro
Empuxo
• O Empuxo representa a força resultante 
exercida pelo fluido sobre um corpo. Como 
tem sentido oposto à força Peso.
• A unidade de medida do Empuxo no SI é o • A unidade de medida do Empuxo no SI é o 
Newton (N).
Princípio de Arquimedes
• Foi o filósofo, matemático, físico, engenheiro,
inventor e astrônomo grego Arquimedes (287a.C.
- 212a.C.) quem descobriu como calcular o
empuxo.
• Arquimedes descobriu que todo o corpo imerso• Arquimedes descobriu que todo o corpo imerso
em um fluido em equilíbrio, dentro de um campo
gravitacional, fica sob a ação de uma força
vertical, com sentido oposto à este campo,
aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a
intensidade do Peso do fluido que é ocupado
pelo corpo.
Empuxo
• Assim:
onde:
• = Empuxo (N)• = Empuxo (N)
• =Densidade do fluido (kg/m³)
• =Volume do fluido deslocado (m³)
g=Aceleração da gravidade (m/s²)
Peso aparente 
Conhecendo o princípio de Arquimedes 
podemos estabelecer o conceito de peso 
aparente, que é o responsável, no exemplo 
dado da piscina, por nos sentirmos mais leves dado da piscina, por nos sentirmos mais leves 
ao submergir.
Peso aparente é o peso efetivo, ou seja,aquele 
que realmente sentimos. No caso de um 
fluido:
Peso Aparente
• Exemplo:
• Em um recipiente há um líquido de densidade 
2,56g/cm³. Dentro do líquido encontra-se um 
corpo de volume 1000cm³, que está corpo de volume 1000cm³, que está 
totalmente imerso. Qual o empuxo sofrido por 
este corpo? Dado g=10m/s²
Importante
• O valor do empuxo não depende da densidade do corpo
que é imerso no fluido, mas podemos usá-la para saber
se o corpo flutua, afunda ou permanece em equilíbrio
com o fluido:
• densidade do corpo > densidade do fluido:• densidade do corpo > densidade do fluido:
o corpo afunda
• densidade do corpo = densidade do fluido:
o corpo fica em equilíbrio com o fluido
• densidade do corpo < densidade do fluido:
o corpo flutua na superfície do fluido
Princípio de Arquimedes
Princípio de Arquimedes
Princípio de Arquimedes
Princípio de Arquimedes
Empuxo
• A igualdade entre o peso embarcação e o 
empuxo possibilita a existência da 
flutuabilidade.
• Empuxo é igual a peso do líquido deslocado.
Pressão Hidrostática e Empuxo
A pressão hidrostática atuante sobre a superfície de
um corpo submerso produz uma força. Quando esta
força é integrada ao longo de todo o contorno do
corpo resulta no empuxo (E) que é o responsável
pela flutuação de um navio. Assim, em princípio,pela flutuação de um navio. Assim, em princípio,
para a determinação do empuxo deve-se integrar o
campo de pressão atuante ao longo de sua
superfície, ou seja:
Pressão Hidrostática e Empuxo
Exercício
1- Um objeto com massa de 10 kg e volume de 
0,002 m3 é colocado totalmente dentro da 
água (d = 1 kg/L).
a) Qual é o valor do peso do objeto ?
b) Qual é a intensidade da força de empuxo que 
a água exerce no objeto ?
c) Qual o valor do peso aparente do objeto ?c) Qual o valor do peso aparente do objeto ?
d) Desprezando o atrito com a água, determine 
a aceleração do objeto.
Aceleração da gravidade 10m/s²
Exercícios 
• 2. Um bloco maciço de ferro de densidade 
8,0g/cm³ com 80kg encontra-se no fundo de uma 
piscina com água de densidade 1.0g/cm³ e 
profundidade 3,0m. Amarrando-se a esse bloco 
um fio e puxando esse fio de fora da água, leva-se 
o bloco à superfície com velocidade constante. 
um fio e puxando esse fio de fora da água, leva-se 
o bloco à superfície com velocidade constante. 
Considerando g = 10m/s², qual a intensidade da 
força aplicada ao fio? Considere o peso do fio 
desprezível. A força no fio será a diferença entre 
o peso do bloco e o empuxo nele atuante, ou 
seja:
Exercício
3. Um corpo está flutuando em um líquido. 
Nesse caso:
(A) o empuxo é menor que o peso.
(B) o empuxo é maior que o peso.(B) o empuxo é maior que o peso.
(C) o empuxo é igual ao peso.
(D) a densidade do corpo é maior que a do 
líquido. 
(E) a densidade do corpo é igual a do líquido
Exercício
• 4.Uma pedra, cuja a massa específica é de 3,2 g / 
cm3, ao ser inteiramente submersa em 
determinado líquido, sofre um perda aparente de 
peso, igual à metade do peso que ela apresenta 
fora do líquido. A massa específica desse líquido 
é, em g / cm3,
fora do líquido. A massa específica desse líquido 
é, em g / cm3,
(A) 4,8 
(B) 3,2
(C) 2,0 
(D) 1,6
(E) 1,2
5.Um ovo colocado num recipiente com água 
vai até o fundo, onde fica apoiado, conforme a 
figura . Adicionando-se sal em várias 
concentrações, ele assume as posições 
indicadas nas outras figuras B, C, D e E . 
• A situação que indica um empuxo menor do 
que o peso do ovo é a da figura
(A) A
(B) B(B) B
(C) C
(D) D
(E) E
6.Uma esfera maciça e homogênea, de massa 
específica igual a 2,4 g/cm3, flutua mantendo 
20% do seu volume acima da superfície livre de 
um líquido. A massa específica desse líquido, em 
g/cm3 , é igual a:
(A) 1,9
(B) 2,0(B) 2,0
(C) 2,5
(D) 3,0
(E) 12,0