Pes i empenta: per què flota una embarcació
1La lliçó en paraules senzilles
Una embarcació flota perquè l’aigua que desplaça pesa tant com ella. Dos punts, G i B, t’ho expliquen tot.
El pes, cap avall
Tot el que hi ha a bord pesa: buc, motor, quilla, aigua, combustible, tripulació. Tot aquest pes actua com si estirés cap avall des d’un sol punt, el centre de gravetat, anomenat G. Quan mous, afegeixes o retires pes, G també es mou. El pes a baix manté G baix.
L’empenta, cap amunt
L’aigua empeny cap amunt la part submergida del buc. Aquesta força és l’empenta. El principi d’Arquimedes diu que l’empenta és igual al pes de l’aigua que desplaça el buc. L’embarcació s’enfonsa fins que aquesta aigua pesa exactament tant com ella. El pes de l’embarcació s’anomena desplaçament.
El centre de carena
L’empenta actua com si empenyés cap amunt des d’un sol punt, el centre de carena, anomenat B. B és el centre de la forma submergida del buc. Quan aquesta forma canvia, B es mou.
Dreta i en repòs
Una embarcació en repòs flota amb G i B a la mateixa vertical. El pes estira avall, l’empenta empeny amunt i s’equilibren. Si hi afegeixes pes, augmenta el calat, la profunditat submergida, fins que l’empenta torna a igualar-lo. Per això una embarcació carregada queda més baixa i té menys francbord, l’altura de la vora de coberta sobre l’aigua.
Aigua salada i dolça
L’aigua salada és més densa que la dolça. Per flotar, l’embarcació ha de desplaçar menys aigua salada. Per això queda una mica més enfonsada quan passa a motor del mar a un riu o llac, amb un 2–3 % més de volum sota l’aigua.
2Dades clau
- Arquimedes
- Empenta = pes de l’aigua desplaçada
- Flotació
- Desplaçament (pes de l’embarcació) = empenta
- Aigua de mar
- Aproximadament 1,025 t per m³
- Aigua dolça
- Aproximadament 1,000 t per m³: l’embarcació queda una mica més enfonsada
3Punts clau
- 1
G és on actua tot el pes; es mou quan es mou el pes.
- 2
B és el centre de la forma submergida; l’empenta hi actua cap amunt.
- 3
En flotació i en repòs, el pes de l’embarcació és igual al de l’aigua desplaçada.
- 4
Amb l’embarcació dreta i quieta, G i B són a la mateixa vertical.
- 5
Més càrrega vol dir més calat i menys francbord.
4Errors freqüents
Error: Una embarcació pesant flota perquè està feta de materials lleugers.
Correcte: Els vaixells d’acer també floten. Qualsevol embarcació flota mentre el buc desplaça aigua que pesa tant com ella.
Error: G i B són punts fixos marcats pel constructor.
Correcte: G es mou quan es mou pes a bord; B es mou quan canvia la forma submergida, per exemple quan l’embarcació s’inclina (escora).
5Cas pràctic i claus d'examen
Després d’embarcar amics i provisions, la franja de flotació del teu veler queda submergida i el francbord és molt menor. Un amic proposa posar-ho tot al sostre de la cabina. És una bona solució?
Veure la resposta
No. El pes afegit exigeix desplaçar més aigua, i l’embarcació queda més enfonsada. Posar les provisions al sostre de la cabina no elimina pes; fa pujar G. B és el centre de la nova forma submergida. Guarda les provisions pesants a baix i al centre, comprova el límit de càrrega i retira’n l’excés.
Claus d'examen
- Arquimedes: l’empenta és igual al pes de l’aigua desplaçada.
- G = centre de gravetat (pes cap avall). B = centre de carena (empenta cap amunt).
- Dreta i en repòs: pes = empenta, i G i B són a la mateixa vertical.
- L’aigua dolça és menys densa que la de mar: l’embarcació queda més enfonsada.
Acaba aquesta unitat
Quan l'hagis llegida, respon tres preguntes. Encerta-les totes tres per acabar la unitat; només obrir la pàgina no compta.
Les meves notes d'aquesta unitat
Cap nota