04 - APOSTILA FLUTUAÇÃO E AS PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA - 2015

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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. 
 
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 (CNTP) 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 uma densidade maior que a da água ele afundará e se for menor ele irá 
flutuar. 
O corpo humano masculino = 978 Kg/m3 
O corpo humano feminino = 962 Kg/m3 
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. 
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. 
Gordura humana = 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. 
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 
Cortiça= 208 Kg/m3 
Borracha Natural (látex) = 914 Kg/m3 
Gelo = 875 Kg/ m3 
Carvalho = 750 Kg/m3 
Ébano = 1.186 Kg/m3 
Poliestireno = 0,32 Kg/m3 
Os mais pesados 
Aço = 7.840 Kg/m3 
Por que o navio flutua? 
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. 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 luzao 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.