Como jogar Carga da barcaça
- Escolha o que vai flutuar e leia no cartão o tamanho, a massa e a densidade da água.
- Um corpo que flutua desloca a sua própria massa de água: ρ·V = M. Para uma caixa, V = L × B × d, então d = M ÷ (ρ·L·B).
- Digite sua previsão e toque em Carregar. O guindaste desce o corpo, ou a carga entra a bordo, de forma constante.
- Observe a linha laranja no casco: ela mostra a linha-d'água da sua previsão ao lado da real.
Por que as coisas flutuam?
A água empurra para cima tudo o que está nela. Esse empuxo é igual ao peso da água que o objeto desloca: F_b = ρ·g·V, o princípio de Arquimedes. Um objeto que flutua afunda até que essa água pese tanto quanto ele; aí as forças se equilibram. Assim, uma barcaça de 24 t desloca 24 t de água, 24 m³ de água doce, e afunda o suficiente para esse volume. Carregue-a e ela afunda mais; quando a água chega ao convés, ela não consegue deslocar mais, e qualquer carga extra a alaga. Se algo flutua depende da sua densidade média, toda a massa dividida por todo o volume. Um barco de aço é quase todo ar por dentro, então a sua densidade média fica bem abaixo da da água, mesmo o aço sendo quase oito vezes mais denso. A densidade da água também conta: a água do mar é mais densa que a de rio, então um navio flutua um pouco mais alto no mar, e o gelo, com 917 kg/m³, flutua com cerca de nove décimos abaixo da superfície.
Um modelo de aprendizagem focado
Tudo o que flutua é uma caixa de fundo plano e laterais retas, então o volume submerso é A·d, com A = L × B. A água está parada e a sua densidade é fixa, exceto que muda de forma constante de 1025 para 1000 kg/m³ enquanto a barcaça entra no rio. A carga chega à água de forma constante por 2 s, devagar o bastante para que o corpo fique sempre em d = M ÷ (ρ·A) sem balançar. Se o calado atingir a altura do convés H, o carregamento para e a barcaça é desenhada afundando por 1 s; a até 0,05% do convés ela ainda conta como flutuando. Uma carga está certa se a barcaça flutuar com no máximo 2% de folga; qualquer outra previsão, dentro de 2%. g = 9,8 m/s². Roda em tempo real.