Reacties
Deze zoetwatermatroos houdt helemaal niet zo van water - ik ben meer een stuurman aan wal. Dus uit ervaring kan ik er weinig over zeggen. Maar die ervaring geef je zelf al: draaipunt bij 1/3 of 2/3 van het schip vanaf het voor- of achtersteven. Vooruit draaien op 1/3 en bij achteruit draaien op 2/3 vanaf het voorsteven).
In een ideaal geval zou de draaiing vooruit plaatsvinden op de voorste punt van de boot. De schroef achteraan zal stuwen. Helaas is dit niet ideaal, want zo gauw de schroef duwt krijgt het weerstand van het water dat wordt weggeduwd langs de lengte van de boot (en een vacuum dat zou ontstaan aan de andere kant al zal hier snel water naartoe bewegen). De tegenkracht zal het grootst zijn bij de schroef: daar is de verplaatsing van de boot het grootst, aan de voorkant het kleinst (op het draaipunt zelfs nul).
Het schip werkt dus niet als een soort deur met scharnier aan een uiteinde, maar meer als een wip met het draaipunt niet in het midden maar tussen uiteinde en midden van een kant. Blijkbaar verdeelt het het schip (de wip) in stukken 1:2 (ofwel scharnierpunt op 1/3 en 2/3 van de totale lengte).
Met het draaien van het schip vermoed ik (geen zin dat helemaal te gaan uitrekenen) dat het totale krachtmoment (=kracht x afstand tot draaipunt) van de weerstand(skracht) van het water op het schip gelijk is aan het krachtmoment van de schroef als het draaipunt niet helemaal vooraan maar op 1/3 van de boot wordt gedacht. En met iets meer schroef krachtmoment (draaipunt iets meer richting voorkant dan 1/3) wint de schroef en draait de boot. Deze berekening is vast al eens uitgevoerd in een boek over nautische natuurkunde - niet iets waar deze landrot zich ooit over heeft gebogen.
Met achteruit varen geldt dezelfde redenering (al begrijp ik als zoetwatermatroos dat een boot en de schroef daar niet op ontworpen is).
(De waarde van 1/3 komt toevallig (?) aardig overeen met een fysieke veer.
Een ideale veer heeft geen massa. Maar een echte veer wel. En niet alleen jij trekt aan die veer, de onderste delen van de veer trekken ook met hun gewicht aan de bovenhelft van de veer. Als je dit nauwkeurig uitrekent (integraalrekening: elke gewichtsbijdrage door een stukje veer uitgeoefend op alles wat er aan veer boven dat stukje zit) dan moet je bij het trekken ook 1/3 van de veermassa meerekenen.)
In een ideaal geval zou de draaiing vooruit plaatsvinden op de voorste punt van de boot. De schroef achteraan zal stuwen. Helaas is dit niet ideaal, want zo gauw de schroef duwt krijgt het weerstand van het water dat wordt weggeduwd langs de lengte van de boot (en een vacuum dat zou ontstaan aan de andere kant al zal hier snel water naartoe bewegen). De tegenkracht zal het grootst zijn bij de schroef: daar is de verplaatsing van de boot het grootst, aan de voorkant het kleinst (op het draaipunt zelfs nul).
Het schip werkt dus niet als een soort deur met scharnier aan een uiteinde, maar meer als een wip met het draaipunt niet in het midden maar tussen uiteinde en midden van een kant. Blijkbaar verdeelt het het schip (de wip) in stukken 1:2 (ofwel scharnierpunt op 1/3 en 2/3 van de totale lengte).
Met het draaien van het schip vermoed ik (geen zin dat helemaal te gaan uitrekenen) dat het totale krachtmoment (=kracht x afstand tot draaipunt) van de weerstand(skracht) van het water op het schip gelijk is aan het krachtmoment van de schroef als het draaipunt niet helemaal vooraan maar op 1/3 van de boot wordt gedacht. En met iets meer schroef krachtmoment (draaipunt iets meer richting voorkant dan 1/3) wint de schroef en draait de boot. Deze berekening is vast al eens uitgevoerd in een boek over nautische natuurkunde - niet iets waar deze landrot zich ooit over heeft gebogen.
Met achteruit varen geldt dezelfde redenering (al begrijp ik als zoetwatermatroos dat een boot en de schroef daar niet op ontworpen is).
(De waarde van 1/3 komt toevallig (?) aardig overeen met een fysieke veer.
Een ideale veer heeft geen massa. Maar een echte veer wel. En niet alleen jij trekt aan die veer, de onderste delen van de veer trekken ook met hun gewicht aan de bovenhelft van de veer. Als je dit nauwkeurig uitrekent (integraalrekening: elke gewichtsbijdrage door een stukje veer uitgeoefend op alles wat er aan veer boven dat stukje zit) dan moet je bij het trekken ook 1/3 van de veermassa meerekenen.)
Horizontaal en kantelen?
Een schip kantelt, net als elk ander voorwerp, als het massa-zwaartepunt buiten het "steunvlak" valt. Dat is het vlak waarmee het voorwerp op zijn plaats wordt gehouden (bij een tafel bijv. is dit het vlak binnen de vier of drie poten). Daarbuiten kan het namelijk roteren (kantelen) om het draaipunt of draaias dat de rand van het vlak aangeeft.
Een schip heeft (grof gezegd) een rechthoekig steunvlak in het water. Als het zwaartepunt buiten dit vlak komt (schip helt over) dan zal het kantelen. Bij een kano is dit veel sneller het geval. Als de kano-vaarder erg naar buiten helt kan het zwaartepunt van hem en de kano buiten het steunvlak van de kano vallen en de kano gaat ondersteboven.
Onderstaande tekeningen verduidelijken hopelijk wat en verklaren ook waarom de "Funniest home movies" van SBS6 bijna altijd mechanische instabiliteiten als oorzaak hebben. Niet op de rand van een 1-potige tafel gaan staan bijvoorbeeld.
Een schip kantelt, net als elk ander voorwerp, als het massa-zwaartepunt buiten het "steunvlak" valt. Dat is het vlak waarmee het voorwerp op zijn plaats wordt gehouden (bij een tafel bijv. is dit het vlak binnen de vier of drie poten). Daarbuiten kan het namelijk roteren (kantelen) om het draaipunt of draaias dat de rand van het vlak aangeeft.
Een schip heeft (grof gezegd) een rechthoekig steunvlak in het water. Als het zwaartepunt buiten dit vlak komt (schip helt over) dan zal het kantelen. Bij een kano is dit veel sneller het geval. Als de kano-vaarder erg naar buiten helt kan het zwaartepunt van hem en de kano buiten het steunvlak van de kano vallen en de kano gaat ondersteboven.
Onderstaande tekeningen verduidelijken hopelijk wat en verklaren ook waarom de "Funniest home movies" van SBS6 bijna altijd mechanische instabiliteiten als oorzaak hebben. Niet op de rand van een 1-potige tafel gaan staan bijvoorbeeld.
