Flutuação e Densidade na Água

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O QUE FLUTUA E O QUE AFUNDA NA ÁGUA
Por que alguns corpos afundam e outros flutuam na água?
Vejamos alguns exemplos:
Água e óleo não se misturam. Quando um navio deixa vazar petróleo, causa grandes danos à natureza. Isso porque o petróleo não afunda. Ele flutua na água não permitindo a passagem de luz essencial para a vida marinha. 
Se colocarmos água num recipiente e dentro dele um pedaço de ferro (prego), este ferro afundará.
Já se colocarmos somente uma garrafa “vazia” e tampada, a garrafa flutuará.
Estes exemplos mostram o que é a densidade. No primeiro exemplo, a água é mais densa do que o óleo. Então o que tem maior densidade fica no fundo. No segundo exemplo, o prego é mais denso que a  água, então afunda. O exemplo da garrafa que está vazia, na verdade está cheia de ar, que é menos denso que a água.
Densidade
É uma relação entre a massa e o volume de uma substância.
O que pesa mais? 1kg de algodão ou 1 kg de ferro? A pergunta induz a achar que a resposta é 1 kg de ferro, por ser mais pesado, mas na verdade ele é o mais denso. O algodão e o ferro tem a mesma massa (1kg), o que será diferente é o volume. Um maior volume de algodão que corresponde a 1 kg e um pedaço muito pequeno de fero que corresponde a 1 kg.
Então: mais denso – ter maior massa em um determinado volume
menos denso – ter menor massa em um determinado volume
d = m : v
 
Tabela de densidade de algumas substâncias:
	
Substância
	Densidade em g/cm³
	Água
	1
	Gelo
	0,91
	Álcool
	0,8
	Petróleo
	0,85
	Acetona
	0,80
	Vidro
	2,6
	Madeira
	0,5
	Mercúrio
	13,6
	Alumínio
	2,7
	Prata
	10,5
	Chumbo
	11,4
	Ouro
	19,3
	Ferro
	7,8
	Ar
	0,0013
	Zinco
	7,1
	Água do mar
	1,03
A densidade também está relacionada à proximidade das moléculas das substâncias. Se compararmos as moléculas da água veremos que estão mais unidas (mais concentradas) do que as moléculas do óleo, menos unidas (menos concentradas). Então, pode-se dizer que a água é mais densa que o óleo porque suas moléculas estão mais unidas e assim há uma quantidade maior de moléculas de água, se comparadas num mesmo volume.
O Mar Morto
A água do mar Morto é muito salgada. Nela, quase não há organismos, por isso o nome Mar Morto. A presença de tanto sal neste mar faz com que as pessoas não afundem. A sua densidade é de 1,12g/mL, enquanto os outros mares têm a densidade igual a 1,03g/mL.
 
Empuxo
É uma força exercida pela água.
A mesma força que mantém uma pessoa boiando na água também mantém a flutuação de um transatlântico no mar. Para essa força damos o nome de empuxo.
Então, o que mantém, a flutuação dos corpos na água é o empuxo. Mas essa força está presente também quando o objeto, mais denso que a água, afunda. Ou quando, tendo a mesma densidade da água, o objeto fica completamente mergulhado, porém em equilíbrio. 
 Princípio de Arquimedes
“Todo corpo mergulhado num líquido recebe por parte do líquido a ação do empuxo, que é uma força dirigida verticalmente de baixo pra cima. A intensidade do empuxo é igual ao peso do volume do líquido deslocado”.
Arquimedes era famoso matemático e inventor de vários engenhos mecânicos. Fez descobertas importantes em geometria e matemática.
O que flutua e o que afunda na água?
Nem todo corpo flutua ou afunda na água. Alguns mantêm o equilíbrio dentro da água.
Se o corpo flutua é porque este corpo é menos denso que a água. Então o peso do corpo é igual ao empuxo, isto é, o peso do corpo é igual ao peso do volume de água que se desloca.
Se o corpo afunda é porque este corpo é mais denso que a água. Então o peso do corpo é maior que o empuxo, isto é, o peso do corpo é maior do que o peso do volume de água que se desloca.
Se o corpo fica em equilíbrio no interior do líquido é porque o corpo tem a mesma densidade da água. Ele nem afunda e nem flutua na água. Ele fica completamente mergulhado na água, sem tocar no fundo, mantendo o equilíbrio.
Água: Pressão
O principal cientista que estudou a pressão nos líquidos foi Blaise Pascal. Era francês, foi matemático, físico, filósofo e escritor. Mas antes de Pascal formular suas teorias, outros cientistas estudaram o comportamento dos líquidos.
Água exerce pressão
“Quando contém água nos recipientes, ela exerce uma pressão nas paredes (ou superfícies internas) do recipiente. Essa força que atua em uma determinada área chama-se pressão:
P =  F : A                     P = pressão
F= força
A = área
Pressão e Profundidade
O que acontece com um balão, que está cheio de água e é furado em vários pontos com um alfinete? Se você realizar este experimento, observará que os jatos de água que saem dos furos inferiores vão mais longes do que os jatos dos furos superiores. Isto acontece porque a pressão da água aumenta à medida que aumenta a profundidade.
Isto também explica porque as barragens são mais largas embaixo.
Outro exemplo que demonstra a pressão da água são os mergulhos. Como peixes, submarinos e as pessoas que mergulham no mar não são esmagados pela pressão da água? O que acontece é que eles só podem mergulhar até certa profundidade, caso contrário, podem sim serem esmagados pela forte pressão de água. 
Um corpo mergulhado na água não deve receber apenas pressão de cima, mas de todos os lados. De fora para dentro e de dentro para fora (mantendo o equilíbrio). A pressão exercida por um líquido não depende da forma do recipiente que o contém, mas apenas da profundidade, ou altura, e da densidade do líquido.
Vasos Comunicantes
É  a ligação de dois recipientes através de um duto fechado.
Um recipiente formado por diversos ramos que se comunicam entre si, constitui um sistema de vasos comunicantes. Exemplo: tubo em U. 
“Um líquido colocado num sistema de vasos que se intercomunicam tem sempre o mesmo nível em todos os vasos, não importando a forma e o diâmetro desses vasos”. Poços e Fontes
Como retirar água dos poços artesianos, poços comuns e de fontes?
A água jorra dos poços artesianos e das fontes e é retirada com corda, balde ou sistemas de roldanas dos poços comuns.
O lençol freático que está no subsolo é a base do conjunto de vasos comunicantes. Então a água que está lá deve ficar sempre no mesmo nível. Assim, é impossível jorrar água dos poços comuns.
O poço artesiano pode estar localizado numa parte mais baixa do sistema de vasos comunicantes da natureza. Se a fonte está num ponto mais alto, a água jorra do poço tentando alcançar o nível da fonte. 
Se a fonte faz parte dos vasos comunicantes e está na parte mais alta então ela jorra água com menos intensidade. Isto acontece porque a pressão exercida pela água vai diminuindo à medida que diminui a profundidade.
Os poços artesianos mais profundos (com aproximadamente 100m de profundidade) devem ser perfurados com equipamentos especiais, como a sonda perfuradora. A água destes poços vem de lençóis de água profundos que ficam entre as rochas. A água é limpa e pode conter sais minerais e alguns gases.
 
Gêiser
É uma fonte de água termal que pode lançar ao ar fortes jatos de água e vapor quente. São formados em regiões onde há vulcões em atividade. 
Os gêiseres aparecem devido à proximidade entre a lava vulcânica e o lençol subterrâneo de água.
 
Caixas-d água
As caixas-d água ou reservatórios das casas funcionam de acordo com o sistema de vasos comunicantes. Sempre devem ficar no lugar mais alto. A água que chega à nossa casa vem de outro reservatório que também deve ficar no ponto mais alto da região que abastece.
Princípio de Pascal
“A pressão exercida no ponto de um líquido contido num recipiente fechado se transmite integralmente a todos os pontos desse líquido”. 
“Podemos observar este princípio no nosso dia-a-dia, nos freios de veículos automotores e em elevadores hidráulicos”.
http://www.soq.com.br/conteudos/ef/agua/p4.php