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Física
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Descobrindo Agora
Icebergs são massas de gelo que se formam a partir do despren-
dimento de geleiras e são encontrados principalmente em regi-
ões polares. Devido à sua natureza, a densidade de um iceberg 
é menor do que a da água do mar circundante. Isso significa que 
o empuxo exercido pela água sobre um iceberg é maior do que 
o seu peso. Como resultado, os icebergs flutuam parcialmente 
submersos, com a maior parte de sua massa escondida sob a 
superfície. A proporção visível do iceberg acima da água depende 
da diferença entre sua densidade e a densidade da água, seguin-
do o princípio do empuxo de Arquimedes.
No caso dos balões, que são objetos que podem flutuar no ar 
(que também é um fluído) temos um preenchimento com um gás 
mais leve que o ar, como o hélio. A densidade do gás dentro do 
balão é menor que a densidade do ar circundante, resultando em 
um empuxo maior que o peso do balão. Esse empuxo ascendente 
faz com que o balão flutue no ar. Quanto maior for a diferença 
de densidade entre o gás dentro do balão e o ar ambiente, maior 
será o empuxo exercido sobre o balão, permitindo que ele se 
eleve na atmosfera. Esse princípio é fundamental em atividades 
como aerostação e na criação de balões de ar quente.
Navios 
A diferença de densidade entre a água e o aço de-
sempenha um papel fundamental na compreensão do 
fenômeno de flutuação. A densidade do aço é maior do 
que a da água, portanto, se um bloco maciço de aço for 
lançado na água, ele afundará devido ao seu peso superar 
o empuxo exercido pela água.
No entanto, quando se trata de navios, a situação é di-
ferente. Embora os cascos dos navios sejam feitos de aço, 
eles não afundam; eles flutuam na água, permanecendo 
parcialmente submersos. Isso se deve ao fato de que os 
navios não são blocos maciços de aço. Eles possuem com-
partimentos vazios e cavidades que reduzem sua densida-
de média, tornando-a menor do que a densidade da água.
Esses compartimentos vazios, como compartimentos 
de carga, tanques de lastro e espaços para passageiros, 
contribuem para diminuir a densidade do navio como um 
todo. A presença dessas partes ocas faz com que o peso 
total do navio seja distribuído em uma área maior, resul-
tando em uma pressão média menor sobre a água. Essa 
distribuição de peso reduz o empuxo necessário para equi-
librar o peso do navio, permitindo que ele flutue.
Aplicações práticas
1. (Uscs - Medicina 2022) Um peixe de plástico, que é uti-
lizado como enfeite em um aquário, tem volume de 20 cm3 e 
massa de 19 g. Quando colocado na água, cuja densidade é 1,0 
g/cm3, esse peixe flutua com uma porcentagem de seu volume 
submerso igual a 
a) 90%. 
b) 75%. 
c) 85%. 
d) 60%. 
e) 95%. 
2. (Unisinos 2021) Uma rã de massa m, semelhante à ilustrada 
na figura abaixo, encontra-se no interior de uma meia esfera de 
plástico, cujo diâmetro é igual a 6,00 cm e que está flutuando 
com todo seu volume abaixo da superfície de uma água turva 
de um lago. A massa específica desta água é de 1,00 g/cm3. 
Considerando- se que a massa da meia esfera de plástico seja 
desprezível, que o módulo da aceleração da gravidade local é 
|g|
→
 = 10,0m/s2 e aproximando-se o valor da constante π por 3, 
a massa m da rã será
a) 10,8 g 
b) 27 g 
c) 54 g 
d) 108 g 
e) 432 g 
VOLUME 4 | CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias
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Física
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Hidrodinâmica
Competência(s): 1, 5 e 6
Habilidade(s): 2, 3, 17 e 20
Aulas 51 e 52
1. Fluido em movimento
O termo “fluido” abrange tanto líquidos quanto ga-
ses. Na área da hidrodinâmica, esses dois estados da ma-
téria são tratados em conjunto, uma vez que compartilham 
semelhanças quando estão em movimento. O movimento 
desses fluidos é denominado escoamento.
Tipos de escoamento 
Escoamento Estacionário: No escoamento estacionário, 
o fluido flui de maneira suave e ordenada, seguindo traje-
tórias definidas. As partículas do fluido movem-se em ca-
madas paralelas, sem apresentar turbulências significativas. 
Esse tipo de escoamento é caracterizado por velocidades 
baixas e constantes, sem variação no tempo ou no espaço.
Escoamento Turbulento: No escoamento turbulento, o 
fluido flui de forma caótica e desordenada. As partículas 
do fluido se misturam intensamente, criando vórtices e 
turbulências. Nesse tipo de escoamento, ocorrem flutua-
ções rápidas e irregulares na velocidade e na pressão do 
fluido. O escoamento turbulento é caracterizado por alta 
velocidade e baixa viscosidade, e pode ocorrer em fluidos 
de alta velocidade ou em situações em que há obstáculos 
ou mudanças bruscas na geometria do fluxo.
As trajetórias seguidas pelas partículas de um fluido 
durante o escoamento em regime estacionário são co-
nhecidas como linhas de corrente. Além disso, no nosso 
estudo, consideraremos o fluido como ideal, ou seja, in-
compressível (a densidade do fluido não varia ao longo 
do percurso) e não viscoso (o que significa que não há 
dissipação de energia ao longo do caminho percorrido 
pelo fluido). Em fluidos reais, a viscosidade surge devido 
ao atrito interno entre as diferentes partes do fluido, re-
sultando em resistência ao movimento relativo entre elas
fluxo estacionário e uMa de suas linhas de corrente.
2. Vazão e equação 
da continuidade
Considere um tubo cilíndrico em que um fluido escoa 
em regime estacionário. Suponha que, em um intervalo de 
tempo Δt, um volume  ΔV de líquido passe por uma seção 
transversal S desse tubo, como ilustra a figura a seguir:
A vazão Z do fluido por meio da seção S do tubo é, 
por definição:
Z t
V
T
T=
No Sl, a vazão é expressa em metros cúbicos por se-
gundo. Assim, se 1 m3 = 103 L, tem-se: 
1 m3/s = 103 L/s 
A vazão também pode ser dada em função da veloci-
dade de escoamento. Considerando novamente o volume 
de líquido ΔV  que passa pela seção S de área A, no inter-
valo de tempo Δt, tem-se que esse volume pode ser dado 
pelo produto da área pela distância percorrida pelo fluido 
nesse intervalo de tempo.
ΔV = A ∙ Δs
Z t
V
t
A. s A.vT
T
T
T= = =
Onde v é a velocidade de escoamento do fluido
Se compararmos as vazões em áreas diferentes por 
onde flui um líquido, por exemplo, a equação resultante é 
conhecida como equação da continuidade, que expressa 
o fato de que a velocidade de escoamento de um fluido é 
inversamente proporcional à área da seção transversal do 
tubo. Por exemplo, se a área é reduzida, a velocidade de 
escoamento aumenta proporcionalmente, enquanto a va-
zão do fluido permanece a mesma. Isso pode ser observa-
do quando parcialmente bloqueamos a saída de água de 
uma mangueira com o dedo, resultando em um aumento 
na velocidade e no alcance da água.