Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 2.Problemas para exames de fundamentos de engenharia - Ex. 10
Um corpo flutuante será estável quando:
- O seu centro de gravidade estiver acima de seu centro de empuxo;
- O centro de empuxo estiver abaixo da linha d’água;
- O centro de empuxo estiver acima do seu metacentro;
- O metacentro estiver acima do seu centro de empuxo;
- O metacentro estiver acima do seu centro de gravidade;
Passo 1
Bom, essa questãozinha é bem simples, puramente conceitual.
Lembre-se sempre que o empuxo não gera torque no nosso corpo, pois ele sempre estará na linha do metacentro (que por sua vez nada mais é do que a intersecção entre a linha de simetria do corpo e a linha após um deslocamento angular qualquer)
Passo 2
Ou seja, ao fornecermos ao corpo uma inclinação qualquer, as forças de empuxo e peso saem da linha de simetria, podendo gerar um momento (força de rotação) sobre o corpo.
Ao acontecer isso temos duas situações, ou o corpo retorna a posição inicial (momento restaurador), ou o corpo vira (momento de viragem).
Passo 3
O momento de viragem só ira ocorrer no momento em que o centro de gravidade do corpo estiver acima do seu metacentro, pois ele tentará naturalmente reestabelecer as condições de equilíbrio.
O que significa que o corpo permanecerá flutuando em condição de equilíbrio, sempre que o seu metacentro estiver acima do centro de gravidade, pois nessa condição o peso do corpo não causa um torque suficiente para provocar a viragem do corpo.
Essa, por sinal, é a característica fundamental da estabilidade.
Resposta
Portanto, alternativa O metacentro estiver acima do seu centro de gravidade.