Você já se perguntou por que objetos sólidos flutuam na superfície da água? Se você colocar uma rolha na água, ela flutua. Por outro lado, se você colocar uma agulha de costura ou uma pedra na água, a agulha ou a pedra afundarão, mesmo que o tamanho da agulha ou da pedra seja menor que o da rolha. Quais fatores fazem com que um objeto sólido flutue na superfície da água?
A força gravitacional da Terra atua sobre todos os objetos na superfície terrestre; portanto, todo objeto com massa está sujeito à força da gravidade. Se a força peso (w) de um objeto sólido for menor que a força de empuxo (F A ) da água, então, quando o objeto sólido for imerso em água, ele subirá e flutuará na superfície da água.
Os objetos movem-se para cima e flutuam na superfície da água porque existe uma força total ou resultante direcionada para cima atuando sobre o objeto, onde a magnitude da força total é igual à força de empuxo menos a gravidade.
Descrição: ρ = densidade de massa, g = aceleração gravitacional, Vcurativo = volume de um objeto imerso em água (todas as partes do objeto estão imersas em água), P = pressão, A = área da superfície, m = massa do objeto.
Com base nessa equação, pode-se concluir que a direção do movimento de um objeto submerso em água é influenciada apenas pela densidade do objeto e pela densidade da água. Se a densidade da água for maior que a densidade do objeto, o objeto se moverá para cima após ser submerso (o objeto flutuará).
Quando um objeto flutua na superfície da água, a magnitude da força de empuxo deve ser igual à magnitude do peso do objeto para que a força resultante seja zero e o objeto esteja em equilíbrio estático (o objeto está em repouso).
Descrição: ρ = densidade, v₁ = volume do objeto imerso na água, v₂ = volume total do objeto
Quando um objeto flutua na superfície da água, o volume do objeto submerso na água é determinado pelo volume do objeto e pela razão entre a densidade da água e a densidade do objeto. Se o objeto flutua na superfície de um líquido diferente da água, a densidade da água é substituída pela densidade do líquido.
