Densidade e flutuabilidade são dois conceitos intimamente relacionados na física que descrevem o comportamento de objetos em fluidos. Densidade é uma medida da quantidade de massa por unidade de volume de uma substância. É expresso em quilogramas por metro cúbico (kg/m^3) no Sistema Internacional de Unidades (SI). A densidade de um objeto é uma propriedade intrínseca que não muda a menos que sua massa ou volume mude.
Flutuabilidade é a força ascendente exercida por um fluido que se opõe ao peso de um objeto parcial ou totalmente imerso. É igual ao peso do fluido deslocado pelo objeto. A flutuabilidade é resultado da diferença de pressão entre a parte superior e inferior do objeto imerso devido à pressão hidrostática do fluido.
A relação entre densidade e flutuabilidade pode ser entendida usando o princípio de Arquimedes: O princípio de Arquimedes afirma que a força de empuxo sobre um objeto é igual ao peso do fluido deslocado pelo objeto. Em outras palavras, um objeto flutuará se sua densidade média for menor que a densidade do fluido e afundará se sua densidade média for maior que a densidade do fluido.
A tabela a seguir mostra alguns exemplos de objetos e suas densidades: |
Objeto |
Densidade (kg/m^3) |
|---|---|
| Ar | 1,29 |
| Água | 1000 |
| Gelo | 917 |
| Alumínio | 2700 |
| Ferro | 7874 |
| Liderar | 11340 |
Como podemos ver na tabela, objetos com densidade inferior a 1.000 kg/m^3 flutuarão na água, enquanto objetos com densidade superior a 1.000 kg/m^3 afundarão na água.
A flutuabilidade é um conceito importante em muitas áreas, como projeto de navios, operação de submarinos e balão de ar quente. Também é usado para medir a densidade de objetos usando um dispositivo chamado hidrômetro.