Mijn modules›M5 Stabiliteit›5. Zwaartepunt en metacentrische hoogte (GM)
Onderdelen bekijken

Zwaartepunt en metacentrische hoogte (GM)

Stabiliteit≈ 3 min lezen

Gewichten verplaatsen: verticaal, dwarsscheeps en tegelijk

1De les in gewone woorden

In één zin

Verplaats je een gewicht aan boord, dan beweegt G evenwijdig mee over w × d ÷ Δ. Verticaal verplaatsen verandert GM; dwarsscheeps verplaatsen geeft slagzij.

De regel

GG′ = w × d ÷ Δ, evenwijdig aan de verplaatsing. Bij de kleine dwarsscheepse en verticale verplaatsingen hier, zonder langsscheepse verplaatsing, houd je de gemiddelde diepgang en KM in rechte toestand gelijk. Δ blijft constant. Een langsscheepse verplaatsing vraagt een aparte trimcontrole. Ballast overpompen verandert ook de vrije vloeistofoppervlakken zolang tanks gedeeltelijk gevuld zijn.

Verticaal verplaatsen

Een gewicht omhoog verplaatsen verhoogt G met w × d ÷ Δ en verlaagt GM evenveel. Omlaag verplaatsen doet het omgekeerde. Lading van een tussendek naar het onderruim verplaatsen, of een zware last op de tanktop zetten in plaats van op dek, vergroot GM zonder Δ te veranderen. De tanktop is de bovenkant van de dubbele bodem.

Dwarsscheeps verplaatsen

Een gewicht dwarsscheeps verplaatsen brengt G GGH = w × d ÷ Δ uit het vlak van kiel en stevens, het verticale middenvlak van het schip. Bij positieve GM krijgt het schip slagzij totdat het drukkingspunt B recht onder G ligt: tan θ = GGH ÷ GM gecorrigeerd, voor kleine hoeken. Slagzij bepalen en corrigeren behandel je uitgebreider in de eenheid Trim.

Schuin verplaatsen

Een gewicht omhoog en opzij verplaatsen beweegt G in beide richtingen. Splits de verplaatsing in een verticaal en een horizontaal deel. Pas de regel op elk deel toe. Bereken eerst de nieuwe GM uit het verticale deel. Bereken daarmee de slagzij door het horizontale deel.

Ballast pompen

Ballast overpompen is een gewichtsverplaatsing, maar de tanks zijn tussentijds gedeeltelijk gevuld. Tijdens het overpompen kunnen beide tanks vrije vloeistofoppervlakken hebben, wat FSM toevoegt. Pomp over met voldoende GM-marge en houd het aantal gedeeltelijk gevulde tanks klein.

2Stap voor stap

Rekenvoorbeeld: schuin verplaatsen

  1. 1

    Gegevens: Δ 15.000 t, gecorrigeerde GM 0,55 m, rechtliggend schip. In één ruim verplaats je 150 t 4 m omhoog en 6 m naar bakboord, zonder langsscheepse verplaatsing of gewijzigde vrije vloeistofoppervlakken.

    Eén verplaatsing, twee componenten.

  2. 2

    Verticaal: GG′ = 150 × 4 ÷ 15.000 = 0,04 m. Nieuwe gecorrigeerde GM = 0,51 m.

    G stijgt; GM daalt evenveel.

  3. 3

    Horizontaal: GGH = 150 × 6 ÷ 15.000 = 0,06 m naar bakboord.

    G verlaat het vlak van kiel en stevens.

  4. 4

    tan θ = 0,06 ÷ 0,51 = 0,118, dus θ ≈ 6,7° naar bakboord.

    Gebruik de nieuwe GM.

  5. 5

    Met de oude GM van 0,55 m zou je maar 6,2° vinden.

    Door de stijging van G geeft dezelfde verplaatsing meer slagzij.

3Kerngegevens

Verplaatsing van G
GG′ = w × d ÷ Δ, evenwijdig aan de verplaatsing
Verticale verplaatsing
Verandering van GM = w × d ÷ Δ
Slagzij door dwarsscheeps verplaatsen
tan θ = GGH ÷ GM gecorrigeerd (kleine hoeken)
Schuine verplaatsing
Eerst het verticale deel, dan de slagzij

4Kernpunten

  1. 1

    GG′ = w × d ÷ Δ. Hier geen langsscheepse verplaatsing; Δ, gemiddelde diepgang en KM in rechte toestand blijven gelijk.

  2. 2

    Een gewicht omhoog verplaatsen verlaagt GM met de stijging van G.

  3. 3

    Slagzij: tan θ = GGH ÷ GM gecorrigeerd.

  4. 4

    Schuin verplaatsen: eerst het verticale deel, dan de slagzij met de nieuwe GM.

5Veelgemaakte fouten

  • Fout: Ballast tussen tanks overpompen is alleen een verplaatsing, dus de stabiliteit kan niet afnemen.

    Goed: Tijdens het overpompen zijn tanks gedeeltelijk gevuld. Vrije vloeistofoppervlakken verlagen GM totdat elke tank weer vol of leeg is.

  • Fout: Gebruik de oorspronkelijke GM voor de slagzij na een schuine verplaatsing.

    Goed: Bereken eerst het verticale deel. Omhoog verplaatsen verlaagt GM; omlaag verplaatsen verhoogt die. Bereken de slagzij met die nieuwe GM.

6Praktijkgeval en examentips

Situatie

Je kunt 200 t staal binnen hetzelfde ruim van Kg 10,0 m naar Kg 4,0 m verplaatsen, in het vlak van kiel en stevens, zonder gewijzigde vrije vloeistofoppervlakken. Δ is 15.000 t en gecorrigeerde GM 0,47 m; het boekje vereist 0,60 m. Is de toestand na deze verplaatsing aanvaardbaar?

Toon het antwoord

G daalt 200 × 6 ÷ 15.000 = 0,08 m, dus gecorrigeerde GM stijgt naar 0,55 m. Dat is nog 0,05 m onder de grens van 0,60 m: de verplaatsing helpt, maar is onvoldoende. Plan nog een geschikte wijziging en controleer de toestand opnieuw vóór vertrek. Zet het staal op zijn nieuwe plaats vast.

Examentips

  • Verplaatst gewicht: GG′ = w × d ÷ Δ, evenwijdig aan de verplaatsing.
  • tan θ = GGH ÷ GM gecorrigeerd bij kleine hoeken.
  • Schuin verplaatsen: splits in een verticaal en een horizontaal deel.

Dit onderdeel afronden

Als je het gelezen hebt, beantwoord je drie vragen. Heb je ze alle drie goed, dan is het onderdeel afgerond; alleen de pagina openen telt niet.

Mijn notities bij dit onderdeel

Geen notities