A flutuabilidade determina se um objeto flutuará ou afundará. Mede a diferença da densidade de um objeto e o fluido ou gás que ele desloca. A flutuabilidade mede duas forças concorrentes. Uma força é a pressão descendente do objeto no fluido. A outra força é a pressão ascendente do fluido sobre o objeto.

O Princípio de Arquimedes

A descoberta da flutuabilidade é creditada ao matemático grego Arquimedes (c. 287-212 aC). Ao comparar o peso da suposta coroa de ouro do rei com outras substâncias, Arquimedes deixou cair a coroa na água. Ele notou que algumas moedas de ouro eram mais rápidas para afundar no fundo de sua banheira. Flutuabilidade aplica-se a muitas configurações, desde embarcações que examinam o leito oceânico até balões meteorológicos que coletam dados de alta altitude na estratosfera da Terra. Os três tipos de flutuabilidade são positivos, negativos e neutros.

Flutuabilidade positiva

A flutuabilidade positiva ocorre quando um objeto é mais leve que o fluido que desloca. O objeto flutuará porque a força de empuxo é maior que o peso do objeto. Um nadador experimenta uma grande quantidade de força de flutuação. O Mar Morto de Israel é famoso por atrair turistas flutuantes. A água salgada é menos densa que a água doce e fornece mais força de flutuação. Forças flutuantes e líquidas não são as mesmas. O volume e a densidade de um objeto determinam sua flutuabilidade.

Flutuação negativa

A flutuabilidade negativa ocorre quando um objeto é mais denso que o fluido que desloca. O objeto afundará porque seu peso é maior que a força de empuxo. Um submarino é projetado para operar debaixo d'água, armazenando e liberando água através de tanques de lastro. Se o comando é dado para descer, os tanques absorvem a água e aumentam a densidade da embarcação. Arquimedes descobriu que a coroa do rei era feita de uma substância menos flutuante que as moedas de ouro afundadas.

Flutuabilidade neutra

Flutuação neutra ocorre quando o peso de um objeto é igual ao fluido que ele desloca. Um mergulhador é treinado em técnicas para regular a flutuabilidade subaquática. Nadar horizontalmente e respirar profundamente, por muito tempo, permite ao mergulhador avançar, não para cima. Pesque a flutuabilidade do controle através de uma bexiga interna da nadada. Semelhante a um submarino, a bexiga é preenchida com gás como um meio de alterar a flutuabilidade.

Um balão flutuante

Flutuação determina a facilidade de um balão flutuante. Hidrogênio, hélio e ar quente são os gases ideais para a aviação por balão. Ao contrário dos líquidos e sólidos, as moléculas de gás estão mais afastadas. Este espaço vazio aumenta o volume e diminui a densidade. Astrônomos usam balões de ar quente não tripulados para coletar imagens nítidas do cosmos.