Vedi le unitàStabilità dello yacht: metacentro, tipi di equilibrio, spostamento di pesi, la curva GZ e l'angolo di stabilità nulla (AVS)
Il metacentro M, GM e i tre tipi di equilibrio
1La lezione in parole semplici
Ai piccoli angoli di sbandamento, la spinta passa per un punto chiamato metacentro. La sua altezza sopra G, GM, misura la stabilità iniziale.
Il metacentro
Quando la tua barca sbanda di pochi gradi, B, il centro di carena, si sposta verso l’esterno lungo un arco. La verticale della spinta passante per il nuovo B incontra il piano di simmetria nel metacentro, M. Ai piccoli angoli, fino a circa 10°, M resta quasi fisso.
Altezze dalla chiglia
Misura le altezze dal riferimento K sulla chiglia. KB è l’altezza di B, KG quella di G, il baricentro della tua barca, e KM quella di M. L’altezza metacentrica è GM = KM − KG. Forma dello scafo e immersione determinano KM; la posizione dei pesi determina KG.
Tre tipi di equilibrio
Con M sopra G, GM è positivo: equilibrio stabile, con tendenza iniziale al raddrizzamento. Se M e G coincidono, GM è zero: equilibrio inizialmente indifferente, senza tendenza iniziale al raddrizzamento. Ad angoli finiti, consulta la curva GZ. Con G sopra M, GM è negativo: l’equilibrio a barca dritta è instabile. La barca può assestarsi a un angolo di ingavonamento, uno sbandamento dovuto a GM iniziale negativo, oppure capovolgersi. Uno sbandamento permanente dovuto a pesi fuori dal piano di simmetria può verificarsi con GM positivo.
GM e il braccio
Il braccio raddrizzante, GZ, è la distanza orizzontale tra le rette d’azione del peso e della spinta. Ai piccoli angoli GZ ≈ GM × sin θ, dove θ è l’angolo di sbandamento. GM indica quanto rapidamente cresce il braccio vicino alla posizione dritta. Oltre circa 10°, usa la curva GZ completa.
Barca dura e barca molle
Un GM grande rende la barca dura: resiste allo sbandamento e ha un rollio rapido, di breve periodo, che può essere scomodo. Un GM piccolo rende la barca molle: sbanda facilmente e rolla lentamente. Un rollio molto lento e pigro in porto può segnalare un GM piccolo.
2Dati chiave
- Altezza metacentrica
- GM = KM − KG
- Braccio ai piccoli angoli
- GZ ≈ GM × sin θ (fino a circa 10°)
- Stabile
- M sopra G: GM positivo
- Indifferente
- M coincide con G: GM nullo
- Instabile
- GM negativo: instabile in posizione dritta; possibile ingavonamento
3Punti chiave
- 1
M è l’incontro della verticale della spinta con il piano di simmetria ai piccoli sbandamenti.
- 2
GM = KM − KG: positivo, nullo o negativo descrive la stabilità iniziale.
- 3
Ai piccoli angoli GZ ≈ GM × sin θ.
- 4
GM grande: barca dura, rollio rapido. GM piccolo: barca molle, rollio lento.
- 5
La posizione dei pesi determina KG; forma dello scafo e immersione determinano KM.
4Errori frequenti
Errore: M è un punto fisso a qualsiasi angolo di sbandamento.
Corretto: M è quasi fisso solo ai piccoli angoli. Ai grandi angoli usa la curva GZ.
Errore: Un GM maggiore è sempre meglio.
Corretto: Un GM eccessivo dà un rollio violento che sollecita attrezzatura ed equipaggio. L’obiettivo è un GM sufficiente con una buona curva GZ.
5Caso pratico e chiavi d'esame
Sposti provviste pesanti dai gavoni bassi a un arco sopra il G originario. Dislocamento e immersione restano invariati. Ora la barca rolla più lentamente e sbanda di più nelle raffiche. Che cosa è cambiato e che cosa devi controllare prima di salpare?
Mostra la risposta
Spostare le provviste in alto aumenta KG. A immersione invariata, KM resta uguale: GM diminuisce e la barca diventa più molle. Riporta in basso le provviste che puoi stivare lì e fissale bene. Consulta i dati di stabilità del costruttore per il nuovo carico: GM da solo non descrive l’intera curva GZ.
Chiavi d'esame
- GM = KM − KG: positivo stabile, nullo indifferente, negativo instabile vicino alla posizione dritta.
- GZ ≈ GM sin θ ai piccoli angoli (fino a circa 10°).
- Barca dura (GM grande): rollio rapido e breve. Molle (GM piccolo): rollio lento e lungo.
- KM dipende da forma dello scafo e immersione; KG dal carico.
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