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Flashcard FC279286

Qual é a condição de estabilidade inicial (linear) de um corpo flutuante em termos da posição relativa entre o centro de gravidade e o metacentro?

Dinâmica

CEBRASPE (CESPE) · 2023

De acordo com o assunto Física: Dinâmica, responda:

Qual é a condição de estabilidade inicial (linear) de um corpo flutuante em termos da posição relativa entre o centro de gravidade e o metacentro?
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Resposta

Metacentro (M) acima do centro de gravidade (G), isto é, GM > 0.

Explicação:
Para pequenas rotações, o centro de empuxo desloca-se e a vertical do empuxo corta a vertical original no metacentro M.
O momento restaurador é proporcional ao ângulo: \(C\approx W\,GM\,\sin\theta\approx W\,GM\,\theta\).
Se \(GM>0\) o momento tende a devolver o corpo à posição de equilíbrio; se \(GM<0\) ele é destabilizador.

Exemplo:
Considere uma embarcação com peso resultante \(W=5000\ \mathrm{N}\) e altura metacêntrica \(GM=0{,}4\ \mathrm{m}\). Para pequena inclinação de \(5^\circ\) (\(\theta\approx0{,}0873\ \mathrm{rad}\)):
\(C\approx W\cdot GM\cdot \theta \approx 5000\times 0{,}4\times 0{,}0873 \approx 175\ \mathrm{N\cdot m}\).
Como \(C>0\) e \(GM>0\), a embarcação recebe um momento restaurador que a retorna à posição inicial.





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