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A ponta de um iceberg

Sabemos que a física é uma ciência que se interessa por diversas áreas da natureza, estuda desde o movimento dos corpos até como a eletricidade chega até nossas casas. Um assunto bastante interessante que a física estuda é a Hidrostática que se interessa pelo comportamento dos fluidos.

No estudo da hidrostática, diversos foram os físicos que se destacaram, mas um que sempre lembraremos é Arquimedes. Arquimedes foi um brilhante físico e matemático que nasceu em Siracusa, uma pequena cidade da Sicília. Arquimedes ficou muito conhecido por resolver e inventar diversos instrumentos que facilitaram as tarefas cotidianas. A missão de descobrir se realmente a coroa do rei era feita totalmente de ouro foi um dos feitos responsáveis por torná-lo bastante conhecido.

Em meio aos estudos sobre a hidrostática temos algo muito interessante, que surge em águas geladas. São os Icebergs, que nada mais são do que gigantescos pedaços de gelo que flutuam sem direção definida em águas geladas. O mais interessante que podemos ver, de acordo com a figura acima, é que a maior parte de um iceberg fica submersa, isto é, fico abaixo da superfície da água do mar. Sendo assim, podemos dizer que da massa total que compõe um iceberg, somente 10% dele emerge à superfície.

Os icebergs são constituídos primordialmente de água doce, portanto, a flutuação de um iceberg ocorre pelo fato de ele ser formado de gelo polar, isto é, formado por gelo de água doce. Assim, o princípio físico que explica a flutuação de um iceberg é o Princípio de Arquimedes. Portanto, as dimensões de um iceberg, como altura, massa, volume submerso e emerso são calculadas de acordo com as leis da Hidrostática.

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A flutuação de um iceberg pode ser entendida através da seguinte equação:

Na equação acima temos que:

Vam é o volume da água do mar deslocada
Vg é o volume total do iceberg.

Sendo a densidade da água do mar ρam = 1,03 g/cm3 e a densidade do gelo ρg = 0,917 g/cm3, a 0º C, a razão entre o volume imerso do iceberg (Vi = Vam) e o seu volume total (Vg) pode ser obtido pela seguinte equação:

 

Isso significa que 89% do volume de um iceberg está abaixo da superfície do mar. Portanto, o que vemos em ilustrações e figuras de iceberg representa apenas 11% do total de seu volume.

Cerca de 90% do volume total de um iceberg fica abaixo da superfície do mar
Cerca de 90% do volume total de um iceberg fica abaixo da superfície do mar
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

A expressão “Isso é apenas a ponta de um iceberg” – muito usada conotativamente hoje em dia para mostrar que se vê apenas uma parte muito pequena de um problema, ficando o resto “escondido” – faz referência a uma situação física.

Assinale a alternativa cujos dados relacionam-se corretamente com essa situação:

a) Poder das Pontas e a Rigidez Dielétrica.

b) Arquimedes e o Teorema do Empuxo.

c) Pascal e o Princípio da Prensa Hidráulica.

d) Newton e o Princípio da Ação e Reação.

e) A Lei de Stevin e a Diferença de Pressão.

Questão 2

O empuxo é um fenômeno bastante familiar. Um exemplo é a facilidade relativa com que você pode levantar-se de dentro de uma piscina em comparação com tentar levantar-se de fora da água, ou seja, no ar.

Sobre o princípio de Arquimedes, que define empuxo, marque a proposição correta:

a) Quando um corpo flutua na água, o empuxo recebido pelo corpo é menor que o peso do corpo.

b) O princípio de Arquimedes somente é válido para corpos mergulhados em líquidos e não pode ser aplicado para gases.

c) Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido sofre uma força vertical para cima e igual em módulo ao peso do fluido deslocado.

d) Se um corpo afunda na água com velocidade constante, o empuxo sobre ele é nulo.

e) Dois objetos de mesmo volume, quando imersos em líquidos de densidades diferentes, sofrem empuxos iguais.

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