Arquimedes foi um sábio grego que nasceu em 287 a.C. na cidade de Siracusa (atual Sicília). Reza a lenda que o monarca de Siracusa, o rei Hierão, pediu-lhe ajuda para resolver um problema que o afligia. Hierão tinha encomendado ao ourives uma coroa de ouro maciço. Receando que o ourives o tivesse enganado, utilizando apenas uma parte do ouro que lhe tinha sido entregue, Hierão pediu auxílio a Arquimedes.

Enquanto tomava banho, Arquimedes observou que, à medida que mergulhava na banheira, a água transbordava. Pensou, cogitou e descobriu uma forma de acudir ao rei.

Dizem que largou a correr, nu, pelas ruas de Siracusa a gritar “Eureka, Eureka!”, o que significa “descobri, descobri!”. 

Arquimedes apenas precisou de uma balança de pratos, de um recipiente com água e de uma quantidade de ouro igual à que Hierão tinha dado ao ourives. Colocou a coroa num prato da balança e o ouro no outro. Como era de esperar, os dois objetos tinham o mesmo peso. Porém, ao mergulhar a coroa em água, verificou que a quantidade de água que transbordava era maior do que quando mergulhava o ouro. Arquimedes concluiu que o volume da coroa era maior do que o do pedaço de ouro maciço. O rei tinha sido enganado! A coroa não era feita de ouro maciço. A coroa falsa era menos densa do que o ouro!

Mas, o que é a densidade? A densidade é a razão entre a massa e o volume. Imagina 1 kg de ferro e 1 kg de algodão. A massa é a mesma (1 kg) mas o espaço que o algodão ocupa (volume) é muito superior ao espaço que 1 kg de ferro ocupa. Dizemos que o ferro é mais denso. O ouro é mais denso do que a prata, por exemplo. Se quiseres ter a certeza de que o colar de ouro da tua avó é mesmo feito de ouro, basta pesá-lo e mergulhá-lo em água, medindo o volume de água deslocada. O volume de água deslocada é igual ao volume do colar. Se agora dividires a massa (em g) pelo volume (em cm³), ficas a saber qual é a densidade do colar. Se for inferior a 19,3 g/cm³ (densidade do ouro), alguém foi enganado!

A densidade da água é de 1 g por ml (ou cm³). Se um objeto for mais denso do que a água, afunda-se. Se for o oposto, flutua. Se for igual, fica a boiar no local onde for largado. Se colocares uma maçã inteira numa tina com água, verificas que esta flutua. Já se colocares um pequeno pedaço de batata na mesma tina, vais observar que esta afunda. Apesar de a maçã pesar mais do que o pedacinho de batata é menos densa do que a água e por isso flutua.

Imagina agora uma fragata da marinha. Uma vez que flutua no mar, será que o ferro de que a fragata é feita é menos denso do que a água? Não! As fragatas são projetadas de modo a conter uma grande quantidade de ar. Ou seja, são construídas de modo a ocupar um grande volume, ficando assim menos densas.

Experiências de flutuação

Vais precisar de:

Procedimento:

1. Para construíres o teu densímetro caseiro, corta um pedaço da palhinha com 4 cm de comprimento;
2. “Cola” um pouco de plasticina na palhinha;
3. Experimenta o teu densímetro em água, álcool e água com sal. (se o teu densímetro for ao fundo, retira um pouco de plasticina; se se inclinar, acrescenta).

Qual é o líquido mais denso? E o menos denso?