aula 02 Propriedades da agua

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Propriedades e Princípios 
Físicos da Água 
Água: considerações
A água possui algumas propriedades físicas muito importantes para a prática 
e o aprendizado dos movimentos nesse meio.
Dentre elas podemos destacar:
Densidade
A densidade de uma substância está relacionada à sua massa e ao seu 
volume. Podemos entender a densidade como a massa dividida pelo volume:
D = M (quilos – kg)
––––––––––––––––––––
V (metros cúbicos – m3)
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Água: considerações
Como exemplo, podemos entender que um bloco de madeira pesando
100 quilos flutuará, mas um prego de ferro, pesando poucas gramas
afundará, já que a madeira é menos densa que o ferro.
Quando a água não é totalmente pura, possuindo sais minerais e
algumas impurezas como o mar, a densidade é maior do que a água
doce, tornando-se a flutuação em água salgada, mais fácil.
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Água: considerações
A densidade relativa da água pura é de 1.000 kg/m3, um corpo com 
densidade menor que 1.000 kg/m3 flutuará e com densidade maior, 
afundará. A densidade do corpo humano é de 950 kg/m3, por isso 
todos flutuam.
Flutuação
A flutuação no meio líquido envolve duas leis da física: O Princípio de
Arquimedes e a Lei de Pascal.
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Água: considerações
Na Pressão Hidrostática, segundo Arquimedes:
“quando um corpo está completo ou parcialmente imerso em um líquido, ele
sofre um empuxo para cima igual ao peso do líquido deslocado.”
Já segundo Pascal:
“a pressão de um líquido é exercida igualmente sobre todas as áreas da
superfície de um corpo imerso em repouso, a uma determinada
profundidade”.
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Água: considerações 
Baseado nessas duas leis entende se que a flutuação é a força
experimentada como empuxo para cima que atua em sentido oposto a
força da gravidade e que o corpo submerso sofre pressão de todos os
lados. Sendo assim em maiores profundidades a pressão de baixo para
cima aumenta, melhorando a flutuabilidade, fazendo o corpo subir.
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Água: considerações
Viscosidade
Já que no meio líquido a força da gravidade é combatida firmemente pelo 
empuxo, a resistência que o corpo exerce na água quanto ao seu 
deslocamento não pode ser esquecida.
A viscosidade é um tipo de atrito que ocorre entre as moléculas de um 
líquido que oferece resistência ao movimento debaixo da água em qualquer 
direção, provocando uma turbulência maior ou menor de acordo com a 
velocidade que executamos o mesmo.
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Água: considerações
O ar é menos viscoso que a água, portanto temos mais resistência aos 
movimentos executados dentro de uma piscina do que fora dela. A 
resistência que a água oferece é 12 vezes maior do que fora dela.
Na realidade, quanto mais rápido o movimento, maior será o arrastão. 
Por isso torna-se muito importante o aprendizado correto dos nados, 
para que haja um menor dispêndio de energia com maior eficiência.
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Água: considerações
De uma forma prática podemos observar um nadador que possui a 
técnica correta de um nado e de outro que apenas realiza movimentos 
incoordenados para se deslocar no meio líquido. O primeiro 
atravessará a piscina muito mais rápido e com menos gasto energético 
que o segundo.
A viscosidade também pode aumentar quando nadamos com roupas 
de uso cotidiano e não de maiô ou sunga. Ela também é maior na água 
quente do que na fria.
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Resistência- é causada pelo atrito ou fricção entre moléculas de água
(viscosidade). 
Com o aumento da temperatura a viscosidade diminui
porque as moléculas de água ficam mais afastadas.
Turbulência: movimentos aleatórios das moléculas de água.
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Água: Leis de Newton
Inércia ( um corpo permanece em movimento ou em repouso a menos 
que uma força extrema modifique este estado). 
Aceleração ( a reaçao do corpo como medida de aceleração é
proporcional a força aplicada,na mesma direção que a força é aplicada
inversamente proporcional a sua massa). 
Ação e reação ( para toda ação existe uma reação igual e contrária).
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Resistência frontal- quanto maior a superfície de contato, maior a 
resistência; porém tem que ter aceleração.
Tensão superficial- Desigualdade de atrações na superfície cria uma 
força sobre as moléculas e provoca a contração do líquido, causando a 
chamada tensão superficial, que funciona como uma fina camada, 
película, ou como se fosse uma fina membrana elástica na superfície da 
água.
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Resistência de esteira- Draga ( força de resistência ao movimento 
quando as moléculas tendem a aderir á superfície do corpo em
movimento).
Temperatura - a temperatura ideal é entre 27º e 31ºC ( levar em
consideração a localização geográfica).
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A água é composta por moléculas de hidrogênio e oxigênio que 
flutuam em correntes regulares e contínuas até o momento que 
encontram um objeto sólido que interrompe seu movimento. Essas 
correntes são compactadas umas sobre as outras - "fluxo laminar".
A "turbulênica" = interrupção deste fluxo. 
As moléculas de água separam-se das suas correntes laminares, 
repicando umas nas outras em movimentos aleatórios. As moléculas 
que se tornaram turbulentas irão invadir outros fluxos, criando um 
padrão crescente de turbulência, que é visível na superfície, como 
borbulhas.
FLUXO LAMINAR E TURBULÊNCIA
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À medida que um nadador avança para a frente, seu corpo abre um 
"buraco" para sua passagem, quebrando os fluxos laminares, fazendo 
as moléculas repicar em várias direções e carregando algumas em 
decorrência da fricção da água com o corpo.
A turbulência continua até que o corpo do nadador tenha ultrapassado 
determinada seção de água. Depois disso, a água voltará a ocupar o 
espaço deixado atrás do nadador e o fluxo laminar será restabelecido.
FLUXO LAMINAR E TURBULÊNCIA
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FLUXO LAMINAR E TURBULÊNCIA
No deslocamento do nadador, as áreas turbulentas à frente e nas 
laterias do corpo exercerão uma pressão maior do que a área atrás do 
corpo, onde o buraco ainda não foi preenchido. 
Esse diferencial de pressão irá reduzir a velocidade de progressão do 
nadador, porque enquanto a água não preencher completamente o 
espaço deixado pela passagem do corpo, haverá uma área semelhante 
a um vácuo parcial, diminuindo muito a pressão nesta área. 
O termo dado a este local onde poucas moléculas estão turbilhonando 
freneticamente é correntes de turbulência.
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FLUXO LAMINAR E TURBULÊNCIA
A combinação entre o aumento da pressão à frente do nadador e a 
diminuição da pressão atrás do corpo, aumenta a diferença de pressão 
entre as duas áreas, diminuindo a velocidade do deslocamento do corpo 
na água.
Na prática, o que acontece é que a água à frente do nadador (grande 
pressão) o "empurra' para trás, enquanto que o "vácuo parcial" atrás do 
atleta (pequena pressão) o "puxa" para trás.
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O arrasto enfrentado pelo nadador é diretamente 
proporcional à quantidade de turbulência por ele criada e, 
quanto maior a turbulência, maior a diferença de pressão e 
maior a dificuldade em se locomover para a frente. 
Por outro lado, quanto menor o arrasto, menores as 
correntes de turbulência e menor a resistência ao avanço do 
corpo.
Isto explica porque um atleta que nada atrás do outro na raia faz 
tempos menores com menor gasto energético. 
O primeiro nadador enfrenta grande pressão para quebrar o fluxo 
laminar à frente do seu corpo, já o segundo não tem este problema e 
nada na 'esteira" deixada pelo líder, que cria um sistema de sucção que 
puxa para a frente o nadador que está na segunda posição. 
Dessa forma, o que vai atrás é capaz de manter sua velocidade com 
menor esforço.
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