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FLUTUAÇÃO E AS PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA Para entender os efeitos da imersão é preciso compreender os seguintes princípios: • Hidrostática: imersão estática ou em repouso. • Hidrodinâmica: movimento do corpo na água. • Termodinâmica: troca de calor entre o corpo e o meio. PRESSÃO HIDROSTÁTICA OU LEI DE PASCAL É a pressão da água sobre as partes do corpo que estão imersas, aumentando de acordo com a profundidade, densidade do líquido e a gravidade local. A força que a água exerce contra o tronco do nadador leva a um aumento da capacidade inspiratória e da caixa torácica. Facilita o retorno venoso das extremidades para o coração, devido a compressão dos vasos, auxiliando na redução de edemas e varizes. HIDROSTÁTICA: Ramo da física que estuda a força exercida sobre líquidos e gases (fluidos) em repouso e está associada diretamente a flutuabilidade e flutuação dos corpos. FLUTUABILIDADE: Quando um corpo flutua, sua flutuabilidade é positiva e quando afunda é negativa. FLUTUAÇÃO: É a capacidade que um corpo tem de se manter na superfície de um líquido, sem nenhum auxílio. Arquimedes, o “Sábio de Siracusa”, matemático, físico e inventor grego, Descobriu que ao banhar-se, muita água era derramada concluindo que: A quantidade de água que transborda é proporcional à densidade dele. Princípio de Arquimedes - “todo corpo imerso no meio líquido recebe uma força de baixo para cima (empuxo ou impulsão) igual ao volume da massa líquida deslocada”. Se o peso do líquido deslocado, for maior que o peso do objeto, ele irá flutuar. Se o peso do objeto for superior ao líquido deslocado, o corpo irá afundar. Se for igual não afunda nem flutua. A LENDA: O Rei Hierão mandou fazer uma coroa e incumbiu Arquimedes de provar se era realmente de ouro, sem danificá-la. Sem saber como proceder, descobriu que a quantidade de água transbordada era igual em volume à parte do corpo nela mergulhada. E ao mergulhar a coroa, determinaria seu volume pela subida do liquido. Comparando com um pedaço de ouro de igual peso, poderia constatar se a coroa era mesmo de ouro puro. Na água, os corpos em repouso são submetidos a duas forças: O Peso (Gravidade) e o Empuxo (Flutuação). Possuem mesma direção (vertical), porém sentidos opostos. Quando o empuxo é igual ao seu peso, o corpo nem afunda e nem flutua, fica na metade da água. O corpo só flutua se o empuxo for maior que o peso. Para afundar, o empuxo tem que ser menor que o peso. Prof. Eduardo Jorge Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce DENSIDADE DOS CORPOS A densidade absoluta de um corpo é determinada pela massa que o corpo possui dividido pelo volume que esta massa ocupa. UNIDADES DE MEDIDAS A densidade pode ser determinada de duas formas: 1. Sistema CGS – Sistema de unidades de medidas físicas e cujas unidades-bases são o Centímetro para o comprimento, o Grama para massa e o Segundo para tempo): (g/cm³). 2. Sistema Internacional de Unidades: (Kg/m³ ). DENSIDADE RELATIVA É a relação entre a densidade absoluta de um corpo e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão. A densidade da água é de 1g/cm³ ou 1000kg/m³, ou seja, 1m³ de água equivale aproximadamente a uma tonelada (1000kg) de peso. CONCLUSÃO Se um objeto possui densidade maior que a da água ele afundar e se for menor ele flutua. O corpo humano flutua porque ele é composto de cavidades ocas como os pulmões e o somatório de todos os tecidos resultará numa densidade menor que a da água. A caixa torácica funciona como uma “bexiga natatória”, que inflada, é capaz de modificar o volume do corpo sem mudar o peso, devido a baixa densidade do ar em relação à água. Corpo humano masculino = 978 Kg/m3 / Feminino = 962 Kg/m3 Músculo = 1058 kg/m³ / Osso = 1801 Kg/m3 Os tecidos musculares e ósseos quando colocados separadamente afundam, pois suas densidades são maiores que a da água. Por que os homens geralmente afundam as pernas quando flutuam? Devido a menor quantidade de tecido adiposo e uma densidade óssea mais compacta que a das mulheres. O Centro de flutuação (região torácica) e o centro de gravidade (abdominal) ficam desalinhados. A Gordura humana possui 914 Kg/m3 Variações de postura ou tônus muscular modificam a flutuabilidade. Quando um principiante tenta contrariar um desequilíbrio, ele consegue apenas acentuá-lo mais. Para se equilibrar fora d’água, o corpo tende em enrijecer a musculatura, porém na água ao contrair-se a densidade do corpo aumenta e este será puxado para baixo. Prof. Eduardo Jorge Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Por que uma pessoa quando morre afogada afunda primeiro e depois flutua? Afunda, devido ao alagamento das cavidades ocas e flutua, quando a matéria orgânica entra em decomposição através da liberação dos gases. TENSÃO SUPERFICIAL Efeito que ocorre na camada superficial de um líquido, transformando a sua superfície numa espécie de membrana elástica evitando que corpos leves afundem. As moléculas da água interagem em todas as direções, mas as da superfície sofrem apenas atração lateral e inferior porque não há nada em cima. Apesar da atração das moléculas a sua vibração não permite que elas “grudem” o que transformaria líquido em sólido. O QUÊ FLUTUA ? E O QUÊ AFUNDA? Os mais leves Poliestireno (Isopor) = 0,32 Kg/m3 / Cortiça= 208 Kg/m3 / Gelo = 875 Kg/ m3 Borracha Natural (látex) = 914 Kg/m3 / Carvalho (madeira) = 750 Kg/m3 Ébano (madeira que afunda) = 1.186 Kg/m3 Os mais pesados Aço = 7.840 Kg/m3 e Por que o navio flutua se é feito de aço? Porque é oco, seu peso está distribuído por igual e sua densidade média (aço e as câmaras de ar) é menor que a densidade da água. Já o submarino... Chumbo = 11.375 Kg/m3 / Ouro = 19.335 Kg/m3 CALOR ESPECÍFICO É a quantidade de calor necessária para alterar em 1°C a temperatura. A água possui um calor específico elevado, pois é necessário fornecer ou retirar uma grande quantidade de calor para alterar a sua temperatura. A água conduz calor com muita rapidez, por isso é comum sentir frio quando não se movimentando. Calor é a energia transferida de um sistema para outro devido a diferença de temperatura entre eles. O calor é transferido do corpo com maior temperatura para o de menor, enquanto as temperaturas se encontram diferentes entre si. Equilíbrio térmico é quando os corpos adquirem a mesma temperatura e o fluxo de energia (calor) deixa de ocorrer. OS CORPOS POSSUEM CALOR? Não! Os corpos possuem energia interna que é a soma de todas as energias das moléculas no seu interior. Durante os exercícios aquáticos temos uma grande produção de energia, que resulta na liberação do calor gerado. Prof. Eduardo Jorge Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Para manter o equilíbrio da temperatura interna do corpo, o calor deve ser dissipado, em forma de transpiração, condução, convecção ou radiação. Na natação, o corpo perde calor por condução, onde há transferência de calor do corpo,para as moléculas da água mais fria. A FINA estabelece que a temperatura da água para a natação competitiva seja entre 25º a 28º. Para a aprendizagem da natação e outras atividades aquáticas como a hidroginástica o ideal é entre 29º e 30º e bebês entre 31º e 32º. Praticar natação em temperaturas de 32º, não é bom para o atleta. É uma temperatura muito elevada para realizar treinos que aumentam muito o calor do corpo e a frequência cardíaca. A dissipação do calor é impedida e o corpo não é resfriado adequadamente. A temperatura da água em torno de 32º é recomendada para as hidroterapias, reabilitação muscular, bebês e deficientes. REFRAÇÃO DA LUZ NA ÁGUA Um feixe de luz se desvia ao passar do ar para a água ou vice versa. Esse desvio se deve a uma mudança na velocidade da luz ao passar de um meio transparente para outro. No ar, a velocidade da luz é quase 300.000 Km/s. Na água ela diminui para 225.564 km/s. Essa mudança de velocidade faz com que o feixe de luz se desvie ao passar do ar para a água. Prof. Eduardo Jorge Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce Nayara Realce
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