Ver unidadesEstabilidade de embarcações de recreio: metacentro, tipos de equilíbrio, deslocação de pesos, curva GZ e ângulo de estabilidade nula (AVS)
O metacentro M, GM e os três tipos de equilíbrio
1A lição em palavras simples
A pequenos ângulos de adornamento, a impulsão, força ascendente da água, actua através do metacentro. A sua altura acima de G, GM, mede a estabilidade inicial.
O metacentro
Quando o seu barco adorna alguns graus, B, o centro de carena, centro do volume submerso, desloca-se para fora ao longo de um arco. A vertical da impulsão que passa pelo novo B cruza a linha de centro no metacentro, M. A pequenos ângulos, até cerca de 10°, M mantém-se quase fixo.
Alturas a partir da quilha
Meça as alturas a partir da referência K, na quilha. KB é a altura de B, KG a altura de G, o centro de gravidade do seu iate, e KM a altura de M. A altura metacêntrica é GM = KM − KG. A forma do casco e o calado determinam KM; a posição dos pesos determina KG.
Três tipos de equilíbrio
Com M acima de G, GM é positivo: equilíbrio estável, com tendência inicial para endireitar. Se M e G coincidem, GM é zero: inicialmente indiferente, sem tendência inicial para endireitar. Para adornamento não nulo, consulte a curva GZ. Com G acima de M, GM é negativo: o equilíbrio na posição direita é instável. O barco pode estabilizar num ângulo de equilíbrio com GM negativo, um adornamento causado por GM inicial negativo, ou virar. Uma banda devida a peso descentrado pode ocorrer com GM positivo.
GM e o braço
O braço de endireitamento, GZ, é a distância horizontal entre as linhas de acção do peso e da impulsão. A pequenos ângulos, GZ ≈ GM × sin θ, sendo θ o ângulo de adornamento. GM indica a rapidez com que o braço cresce perto da posição direita. Acima de cerca de 10°, use a curva GZ completa.
Barcos duros e moles
Um GM grande torna o barco duro: difícil de adornar, com balanço transversal curto e rápido, que pode ser desconfortável. Um GM pequeno torna o barco mole: adorna facilmente e balança devagar. Um balanço muito lento e preguiçoso no porto pode avisar que GM é pequeno.
2Dados-chave
- Altura metacêntrica
- GM = KM − KG
- Braço a pequenos ângulos
- GZ ≈ GM × sin θ (até cerca de 10°)
- Estável
- M acima de G: GM positivo
- Indiferente
- M em G: GM zero
- Instável
- GM negativo: posição direita instável; pode equilibrar-se adornado
3Pontos-chave
- 1
M é onde a vertical da impulsão cruza a linha de centro a pequeno adornamento.
- 2
GM = KM − KG: positivo, zero ou negativo descreve a estabilidade inicial.
- 3
A pequenos ângulos, GZ ≈ GM × sin θ.
- 4
GM grande: barco duro, balanço rápido. GM pequeno: barco mole, balanço lento.
- 5
A posição dos pesos controla KG; a forma do casco e o calado determinam KM.
4Erros frequentes
Erro: M é um ponto fixo a qualquer ângulo de adornamento.
Correto: M só é quase fixo a pequenos ângulos. A grandes ângulos, use a curva GZ.
Erro: Um GM maior é sempre melhor.
Correto: GM excessivo provoca um balanço violento que sobrecarrega o equipamento e a tripulação. O objectivo é GM suficiente com uma boa curva GZ.
5Caso prático e chaves de exame
Desloca material pesado de paióis baixos para um arco acima do G original. O deslocamento e o calado não mudam. O iate passa a balançar mais devagar e a adornar mais nas rajadas. O que mudou e o que deve verificar antes de sair?
Ver a resposta
Subir o material faz subir KG. Sem mudança de calado, KM mantém-se, pelo que GM diminui e o barco fica mais mole. Volte a arrumar o material adequado em baixo, bem preso. Consulte a informação de estabilidade do construtor para a nova carga; GM, por si só, não descreve toda a curva GZ.
Chaves de exame
- GM = KM − KG: positivo estável, zero indiferente, negativo instável perto da posição direita.
- GZ ≈ GM sin θ a pequenos ângulos (até cerca de 10°).
- Duro (GM grande): balanço curto e rápido. Mole (GM pequeno): balanço longo e lento.
- KM depende da forma do casco e do calado; KG depende da carga.
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