O que esta calculadora estima exatamente?

Ela estima a flutuabilidade estatica a partir da massa ou densidade media, do volume externo de deslocamento, da densidade do fluido e da gravidade. Mostra se o deslocamento maximo consegue sustentar o objeto e, se conseguir, quanto fluido precisa ser deslocado no equilibrio.

Por que o empuxo maximo e diferente da forca de flutuacao em regime?

O empuxo maximo e o limite na submersao total: rho_f × g × Vmax. Um objeto flutuando normalmente desloca menos fluido. No equilibrio, o empuxo so cresce ate igualar o peso do objeto.

Por que informar o volume externo de deslocamento?

A flutuabilidade depende de quanto fluido o objeto pode deslocar, e nao apenas do material solido interno. Por isso um recipiente selado ou uma insercao de espuma pode flutuar mesmo com partes densas.

O que significa margem de carga?

E a massa extra que o objeto ainda poderia carregar antes de atingir a submersao total no fluido escolhido. Corresponde a diferenca entre a massa maxima suportada e a massa propria do objeto.

O que esta ferramenta nao preve?

Ela nao preve estabilidade, efeitos de forma de casco, ar preso, trim, ondas, arrasto dinamico nem certificacao de seguranca. E apenas uma estimativa estatica de flutuabilidade.

Calculadora de flutuabilidade

Estime se um objeto flutua no fluido escolhido, quanto fica abaixo da superficie e quanta massa extra ainda pode suportar antes da submersao total.

Como funciona

Fórmula

F_{b,\max} = \rho_f g V_{\max}

W = m g

V_{sub} = \frac{m}{\rho_f}

m_{\max} = \rho_f V_{\max}

m_{payload} = m_{\max} - m

$F_{b,\max}$: Empuxo maximo com deslocamento total(N or lbf)
$W$: Peso do objeto(N or lbf)
$V_{sub}$: Volume submerso necessario para flutuar(m³, L, or ft³)
$m_{\max}$: Massa total maxima suportada com deslocamento total(kg or lb)
$m_{payload}$: Massa de carga restante antes da submersao total(kg or lb)
$\rho_f$: Densidade do fluido(kg/m³, g/cm³, or lb/ft³)
$g$: Aceleracao da gravidade(m/s² or ft/s²)
$V_{\max}$: Volume externo maximo de deslocamento(m³, L, or ft³)
$m$: Massa do objeto(kg or lb)

Escolha se voce conhece a massa do objeto ou a densidade media. Depois informe o volume maximo de deslocamento, a densidade do fluido e, se quiser, outra gravidade. A calculadora converte as unidades para uma base comum, compara o peso com o empuxo maximo em deslocamento total e entao mostra o equilibrio de flutuacao ou o deficit correspondente.

O modelo de planejamento e simples e estatico. Primeiro calculamos o empuxo maximo disponivel com $F_{b,\max} = \rho_f g V_{\max}$ . O peso do objeto e $W = m g$ . Se $F_{b,\max}$ for pelo menos igual a $W$ , o objeto pode flutuar. O estado de flutuacao nao usa todo esse teto; ele so precisa deslocar fluido suficiente para satisfazer $\rho_f g V_{sub} = m g$ , logo $V_{sub} = m / \rho_f$ . O mesmo teto de deslocamento tambem define a massa maxima suportada $m_{\max} = \rho_f V_{\max}$ e a margem de carga restante $m_{payload} = m_{\max} - m$ .

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