A Figura 12-39 mostra um objeto chamado de “mergulhador cartesiano”. O mergulhador consiste em um pequeno tubo, aberto embaixo e com uma bolha de ar em cima, entro de uma garrafa plástica de refrigerante que está parcialmente cheia de água. O mergulhador normalmente flutua, mas ele afunda quando a garrafa é apertada com força.

1. Explique porque isto ocorre.
2. Explique a física por trás do fato de que um submarino pode “suavemente” afundar verticalmente, simplesmente deixando a água entrar em tanques vazios junto à quilha.
3. Explique por que uma pessoa flutuando na água oscilará para cima e para baixo, na superfície da água, enquanto respira.

Na letra b, à medida que a água entra em seus tanques, o peso do submarino aumenta. Segundo a equação da massa específica:

Então, a massa específica também aumenta.

Quando o submarino está completamente submerso, o volume da água deslocada e, portanto, o empuxo que atua no submarino torna-se constante. Como a massa específica do submarino aumentou, o peso agora é maior que o empuxo que atua sobre ele. E o submarino começará a afundar.

Na letra c, aqui precisamos saber que quando inspiramos nós aumentamos o volume nos pulmões e a massa específica média diminui e quando expirar ocorre o contrário, então a massa aumenta. Como objetos mais densos flutuam mais baixo na superfície do que objetos menos densos, uma pessoa flutuante oscila para cima e para baixo na superfície da água quando inspira e expira.