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

  • Elmer Rangel

    Boa noite só uma dúvida,,dentro de um tanque de aeração ,em agitação constante com ar, eu consigo boiar com um colete elde segurança ou eu afundo por causa da densidade,,,desde já agradeço
    Elmer

    Publicado em 2 de junho de 2023 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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