Física em profundidade I

Uma aventura subaquática que (quase) todo mundo pode fazer hoje em dia é o mergulho recreativo. É um lazer que alcança milhares de pessoas no mundo todo, dando a elas a oportunidade de conhecer de perto os ambientes aquáticos, sejam de água doce, como lagos e rios, ou de água salgada, como os mares e os oceanos.

Milhares de pessoas no mundo todo praticam o mergulho recreativo. (foto: Paul / Flickr / <a href= https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/> CC BY-SA 2.0 </a>)

Milhares de pessoas no mundo todo praticam o mergulho recreativo. (foto: Paul / Flickr / CC BY-SA 2.0 )

O ambiente aquático é muito diferente do ambiente terrestre a que estamos acostumados e, por isso, é preciso usar vários equipamentos para visitá-lo de forma segura e confortável. Existe um bocado de aventura no mergulho e também muita física envolvida, então, vale a pena dedicar uma série de textos ao tema. Para começar, vamos falar da primeira coisa que precisamos conseguir para mergulhar: afundar.

Afundar ou boiar depende da relação entre a densidade do corpo e a densidade do que está em volta do corpo – no caso, a água. Se o corpo for mais denso que a água, ele afunda. Mas se for menos denso que a água, o corpo boia. O gelo e uma rolha de cortiça são menos densos que a água líquida e por isso boiam quando colocados dentro dela. Já uma pedra é muito mais densa que a água e, portanto, afunda.

Assim como ocorre na água, a densidade do ar também é importante. Um balão "boia" – ou seja, sobe – no ar porque dentro dele há ar quente, que é menos denso que o ar frio que está do lado de fora do balão. Tão menos denso que o peso da cestinha, do equipamento e do balonista nem atrapalham! (foto: Harry Pherson / Flickr / <a href= https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/> CC BY 2.0 </a>)

Assim como ocorre na água, a densidade do ar também é importante. Um balão “boia” – ou seja, sobe – no ar porque dentro dele há ar quente, que é menos denso que o ar frio que está do lado de fora do balão. Tão menos denso que o peso da cestinha, do equipamento e do balonista nem atrapalham! (foto: Harry Pherson / Flickr / CC BY 2.0 )

Para ser mais denso que a água, um corpo tem que pesar mais do que se aquele mesmo espaço que ele ocupa fosse todo preenchido com o líquido. As pessoas conseguem boiar na água porque, embora algumas partes do nosso corpo – os ossos, por exemplo – sejam um pouco mais densas que a água, outras partes, como as gorduras, são menos densas.

Há, ainda, várias partes do corpo que contêm ar ou gases, sendo muito leves – entre elas estão os pulmões, o estômago, os intestinos e os seios da face. Isso faz com que, em média, o nosso corpo seja um pouco mais leve do que o mesmo espaço ocupado todo por água.

Isso nos dá algumas possibilidades para afundar e conseguir ver o fundo do oceano. Em primeiro lugar, podemos tentar soltar o máximo de ar dos pulmões, aumentando a densidade média do corpo, que afundará. O problema disso é que a gente não vai aguentar ficar tempo algum debaixo d’água sem ar nos pulmões, então não resolve muito.

Soltar todo o ar dos pulmões nos faz afundar, mas, sem ar, não ficaremos tempo algum embaixo d’água. (foto: Polygon Medical Animation / Flickr / <a href=https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/> CC BY-NC-ND 2.0 </a>)

Soltar todo o ar dos pulmões nos faz afundar, mas, sem ar, não ficaremos tempo algum embaixo d’água. (foto: Polygon Medical Animation / Flickr / CC BY-NC-ND 2.0 )

Outro jeito seria prender a respiração e, com os pulmões cheios de ar, fazer força com os pés e as mãos para nadar para baixo, mesmo que nossa densidade menor nos puxe para cima. O problema é que, assim que pararmos de fazer força para baixo, a tendência será voltarmos para cima, para a superfície da água.

Então, a melhor maneira de resolver o problema de afundar é mesmo aumentar a nossa densidade média e isso pode ser feito segurando um objeto pesado para que sejamos mais densos do que a água – de preferência, só um pouco mais, para que a gente possa voltar para a superfície apenas nadando e fazendo um pouco de força. Agora, o problema é que ficará cansativo ficar na superfície, a menos que a gente se livre do objeto pesado. Mas aí, se quisermos afundar de novo, voltamos a ter a mesma dificuldade inicial. E agora?

No mergulho recreativo, esse problema é resolvido de forma inteligente com o uso de dois equipamentos: o cinto de lastro e o colete equilibrador. O cinto de lastro é um cinto contendo alguns pesos de chumbo que fazem com que a densidade média do mergulhador fique maior do que a da água, pois o chumbo é bastante denso.

O cinto de lastro contém alguns pesos de chumbo que fazem com que a densidade média do mergulhador fique maior do que a da água. (foto: Domínio público)

O cinto de lastro contém alguns pesos de chumbo que fazem com que a densidade média do mergulhador fique maior do que a da água. (foto: Domínio público)

Enquanto o cinto nos puxa para baixo, essa tendência pode ser contida ou compensada por um colete que podemos inflar com ar durante o mergulho: o colete equilibrador. Como o ar é muito leve, sua presença no equipamento diminui nossa densidade média e nos faz ir para cima. É o equilíbrio entre a tendência a afundar do cinto de lastro e a tendência a boiar do colete equilibrador que permite que o mergulhador experiente fique estável a uma dada profundidade.

O colete equilibrador serve para compensar a tendência que o cinto de lastro tem de nos puxar para baixo. (foto: US CPSC / Flickr / <a href=https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/> CC BY 2.0 </a>)

O colete equilibrador serve para compensar a tendência que o cinto de lastro tem de nos puxar para baixo. (foto: US CPSC / Flickr / CC BY 2.0 )

Mas, ainda assim, chega uma hora em que o ar dos pulmões acaba e precisamos subir para respirar. O mesmo acontece com baleias e tartarugas, só que a gente consome o nosso ar bem mais rápido que estes animais. E se quiséssemos ficar muito mais tempo debaixo d’água, sem ter que ficar voltando à superfície para respirar, como fazer? Descubra na coluna do próximo mês!

Matéria publicada em 31.10.2014

COMENTÁRIOS

  • Felipe Hideki Okura

    Eu adorei a aventura aquatica e descobri que mesmo usando a máscara de mergulho uma hora teria que subir para respirar porque ficaria sem ar para respirar.

    Publicado em 24 de fevereiro de 2021 Responder

  • Ana clara Tome de castro

    Eu gostei muito da aventura descobri muita coisas legais.

    Publicado em 10 de março de 2021 Responder

  • Alanis Oliveira Morgão

    Eu gostei muito de saber essas coisas nunca imaginei, que com o equipamento teria que subir para respirar

    Publicado em 18 de março de 2021 Responder

  • Ricardo gomes

    Uau realmente achei incrível adorei essa aventura
    Uma coisa legal e ótima
    Além de aprender nós descobrimos a densidade da água e do seu incrível mesmo 😊

    Publicado em 14 de maio de 2021 Responder

    • Isaque Mazzali

      Eu achei muito legal

      Publicado em 20 de maio de 2021 Responder

  • Rafaela Torelli de Morais.

    Lendo todas as imagens, achei em crível e muito interessante, porque adoro muito o mar e nisso vi que podemos usar equipamentos tanto para boiar quanto para afundar.

    Publicado em 20 de maio de 2021 Responder

  • Isabelli

    Gostei muito muito 😔🛐

    Publicado em 20 de maio de 2021 Responder

  • Emilly santos oliveira

    Gostei de ler e achei enteresante

    Publicado em 9 de junho de 2021 Responder

  • PROFA. CARLA E ALUNOS

    ACHEI MUITO LEGAL!!! LEMOS NA AULA DE CIÊNCIAS DO QUINTO ANO A DA ESCOLA GOMES CARDIM – SP.

    Publicado em 16 de fevereiro de 2022 Responder

  • Maria Aparecida de Oliveira Conde

    Ótimo conteúdo!

    Publicado em 19 de fevereiro de 2022 Responder

  • Cristina Gomes

    Nós alunos do 5º ano C da escola César Donato Calabrez gostamos muito de saber sobre o uso dos equipamentos e achamos densidade um tema muito interessante.😃👍🏻

    Publicado em 9 de março de 2022 Responder

  • Prof. Diego Pacheco dos Santos e alunos do 6º ano/2022

    Nós, alunos dos 6.º anos da escola Regina Valarini Vieira, Birigui/SP gostamos muito da leitura do texto. Veremos outros conteúdos

    Publicado em 21 de março de 2022 Responder

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Beto Pimentel

O autor da coluna A aventura da física é apaixonado por essa ciência desde garoto. Hoje, curte também dar aulas e fazer atividades criativas em contato com a natureza e com as outras pessoas.

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