Kil OK, wzdłużnica masz rację.

Zawi, piszesz "Moment prostujący jest zależny od masy statku i od wzajemnego położenia linii działania siły wyporu i ciężaru" zupełnie jakby owo położenie nie zależało do kształtu w momencie przechyłu!
Popatrz na poniższy rysunek:


Jak się jakiegoś parametru nie podaje, to znaczy że jest jednakowy dla obu rozważanych wariantów.


Rdz 6:15 bt5 "A oto, jak masz ją wykonać: długość arki - trzysta łokci, pięćdziesiąt łokci jej szerokość i wysokość jej - trzydzieści łokci."
O zanurzeniu nic nie wiemy.

Barney, i jak się ten walec teraz wyprostuje? Na jakiej zasadzie miałby wracać do swojej właściwej pozycji?

No własnie nie będzie. Walec to skrajny przykład łodzi okrągłodennej

Rysunki z walcem i prostopadłościanem są wykonane nieprawidłowo - źle są wskazane punkty przyłożenia siły wyporu i ciężkości dla prostopadłościanu. Może kiedyś znajdę chwilę i narysuję porównanie ramienia prostującego dla statku płaskodennego i okrągłodennego. Ale najważniejsze jest analizowanie wpływu wymiarów (szerszy-węższy, niższy-wyższy itd.) a nie tego czy statek jest płaskodenny czy okrągłodenny.

Jednak wracając do arki Noego.
Jeśli przyjmiemy łokieć jako łokieć staroegipski o długości 52,36 cm to mamy wymiary arki: 157,1 m długości, 26,2 m szerokości i 15,7 m wysokości. Na podstawie średnich stosunków wymiarów głównych dla statków powojennych przyjąłem zanurzenie 8,4 m, bo niestety bibliści nie pomagają w ustaleniu tak ważnego parametru jakim jest zanurzenie. Szacując wyporność przyjąłem współczynnik pełnotliwości kadłuba wynoszący 0,8, bo nie wiem na ile Noe znał się na okrętownictwie i czy potrafił planować własności nautyczne swojego statku. Założyłem, że raczej znał się na ciesiołce.
Oszacowałem poprzeczny centralny moment bezwładności powierzchni wodnicy oraz rzędną środka wyporu. Na tej podstawie wyznaczyłem rzędną metacentrum początkowego poprzecznego wynoszącą około 10,15 m. Niestety przy tak skąpych danych ciężko jest nawet wykonać rachunek błędu na ile wartość 10,15 jest zbliżona do prawdy.
No i pozostała wielka niewiadoma - jak Noe załadował arkę. Jeśli rzędna środka masy arki wraz z ładunkiem wynosiła 60% wysokości kadłuba arki to wysokość metacentryczna byłaby równa 0,72 m. Wtedy przejście jednej pary słoni afrykańskich (zakładam 8 ton, bo samiec jest większy, a samica mniejsza) z lewej burty na prawą spowoduje niewielki przechył ledwie przekraczający 0,5 stopnia. Ale wystarczy, że Noe dał nieco więcej ładunku na podkład i rzędna środka masy wyniosła 64% wysokości kadłuba to wysokość metacentryczna spada do zaledwie 0,09 m i ta sama para słoni spacerująca z burty na burtę wywołuje przechył niemal 5 stopni! Tylko jedna para jednego gatunku, a i tak nie wiem skąd Noe wziął słonie afrykańskie.

W każdym razie brak danych odnośnie geometrii arki da się jakoś obejść z pewnym dość nieokreślonym przybliżeniem zakładając relacje w miarę realistycznie. Jednak brak danych odnośnie sposobu załadunku arki jest niemożliwy do obejścia, a rezultat jest wrażliwy na informację jak wysoko znajdowały się poszczególne masy na arce.

No dobra, jeśli juz fachowiec wział się za analizę parametrów Arki to zapytam:
jak zdaniem Zawiego zachowała by się ona w sytuacji spotkania z jedną z wielkich fal oceanicznych wysokości powiedzmy 30m a więc analogiczna do tej która przewróciła USS Bang? Na mój chłopski rozum w wypadku ustawienia Arki dziobem/rufą do fali nie stało by się nic strasznego, ale w razie gdyby została uderzona z boku, powinna zostać zatopiona gdyż wysokość fali byłaby większa od jej szerokości i raczej nie miała by szans powrócić do pionu. Ponieważ Arka nie miała żadnego napędu ani dryfkotwy (a przynajmniej nic o tym Biblia nie wspomina) bardziej prawdopodobna byłaby sytuacja druga bo jednostki dryfujące mają naturalną tendencję do ustawiania się bokiem do fal . Nie wiem czemu tak się dzieje ale obserwowałem to wielokrotnie w praktyce.

Rysowałem na oko.
Ale jakbyś nie narysował, środek wyporu przesunie się w stronę części zanurzonej. I powstanie moment prostujący.
Narysowałem płaski i okrągły tej samej szerokości.

Policzyłem dziś stateczność początkową dwóch uproszczonych statków (barek) spełniających pewne warunki umożliwiające porównanie ich stateczności.
Teza głoszona przez Barneya, a właściwie moje rozumienie tej tezy, brzmi tak, że statek płaskodenny jest bardziej stateczny w zakresie stateczności początkowej (czyli dla małych kątów przechyłu) niż statek inny niż płaskodenny.

Założenia przyjęte, aby porównanie miało sens:
- statki mają tę samą szerokość (stateczność silnie zależy od szerokości więc porównywanie dwóch różnych nic nie daje);
- statki mają tę samą masę (wyporność);
- statki mają tę samą ilość ładunku;
- statki są zbudowane tak, że każdy metr kwadratowy ich konstrukcji ma tę samą masę (w ramach każdego ze statków z osobna).

Narysowałem sobie dwa przykładowe przekroje, z których jasno widać, iz jeden jest płaskodenny, a drugi nie jest. Długość obu L=40 m.
Jeden ma przekrój prostokątny o wymiarach H=4 m wysokości i B=8 m szerokości. Drugi natomiast jest pięciokątny. Też ma 8 m szerokości, ale pionowa burta ma tylko 3 m (nie 4 jak w prostokącie), a dalej ukośnie schodzi w stronę stępki (jeszcze o 2 m w dół). Nie umiem załączyć rysunku, bo nie widzę przycisku umożliwiającego załadowanie pliku z dysku (jest tylko polecenie [img] ładujące rysunek z jakiejś strony www).

Zanurzenie statku prostopadłościennego wynosi 3 m, zaś ten z dnem ukośnym ma zanurzenie 4 m. Przy tej geometrii oba kadłuby mają wyporność 960 ton w wodzie słodkiej.
Rzędna środka wyporu prostopadłościanu wynosi zF=1,5m, zaś odpowiednio drugiego statku zF=2,44 m (od płaszczyzny podstawowej).
Poprzeczny promień metacentryczny zależy od momentu bezwładności powierzchni wodnicy i od objętości podwodzia więc jest jednakowy dla obu statków jednakowy i wynosi r=1,78 m.
Rzędna metacentrum początkowego poprzecznego wynosi zatem dla statków odpowiednio: zM=3,28 m dla prostopadłościanu i zM=4,22 m dla drugiego statku.
Załadowałem 640 ton ładunku o współczynniku sztauerskim K=1 m^3/t, co dało masę każdego pustego statku Ms= 320 ton.
Na podstawie równania momentów masowych (statycznych) ustalam rzędną środka masy statku wraz z ładunkiem, uwzględniając rozkład masy każdego ze statków pustych zgodnie z przyjętym założeniem, że każdy metr kwadratowy konstrukcji jest na każdym ze statków jednakowo ciężki. Oczywiście uwzględniam również kształt i rzedną środka masy ładunku wsypanego do wnętrz statków i wypełniającego je od dna aż do pewnej wysokości odpowiadającej masie ładunku 640 ton na każdym statku.
Uzyskałem rzędne środka masy odpowiednio: zG=1,33 m dla prostopadłościanu z ładunkiem i zG=2,16 m dla drugiego statku z takim samym ładunkiem.
No i na koniec najłatwiejsze - obliczam wysokość metacentryczną będącą miarą stateczności początkowej stataku. Wynosi ona GM=1,95 m dla prostopadłościanu i GM=2,06 m dla drugiego statku.

Wniosek - statek płaskodenny ma nieco gorszą stateczność początkową od przyjętego przykładowo statku nie płaskodennego przy zachowaniu tej samej szerokości kadłuba, masy kadłuba, masy ładunku.

Twierdzenie o wyższości płaskodennych barek nad innymi nie płaskodennymi legło w gruzach!


Wiele kwestii poruszasz jednocześnie.
Najpierw od końca, czyli od ustawienia względem fali. Nie jest tak, że statek bez napędu i bez dryfkotwy ustawia się burtą do fali. Może tak być, ale nie musi. Przypomnij sobie z czasów żeglarskich pojęcie zawietrzności i nawietrzności. Jeśli statek ma nadbudówkę na dziobie to raczej będzie zawietrzny i ustawi się mniej więcej rufą do fali. Jeśli ma nadbudówkę na rufie to jako nawietrzny ustawi się raczej dziobem do fali (z pewnymi odchyleniami oczywiście). Jeśli nadbudówka jest na śródokręciu to ciężko zgadnąć jak się ustawi bez dokładniejszych obliczeń, ale może być, że burtą do fali. W każdym razie nie da się tego stwierdzić łatwo i bez danych.

Dalej - fala. Wysokość fali ma bardzo małe znaczenie. Fale tsunami potrafią być bardzo wysokie w porównaniu z falami wiatrowymi i na pełnym morzu nie robią statkom żadnej krzywdy. Nawet się ich nie zauważa. Maja tak małą stromość, że statek łagodnie i niedostrzegalnie unosi się w górę, opada w dół i tyle. Żadnych spektakularnych przechyłów. Co innego w strefie przyboju, gdzie fala jest hamowana przy dnie, a góra przy powierzchni pędzi szybciej więc fala robi się stroma i nawet załamuje się.
O przewróceniu statku bardziej będzie decydować stromość fali niż jej wysokość. Fala jest stroma w fazie wzrostu, gdy silny wiatr ją buduje, potem ma jakąś określoną stromość dla tzw. falowania ustalonego (gdy osiąga max. parametry dla danego wiatru) i następnie zmniejsza swoja stromość gdy wiatr słabnie, a fala porusza się siłą rozpędu (rozkołys).
Inna sprawa, że fal o wysokości 30 m praktycznie nie ma. Ich prawdopodobieństwo wystąpienia jest dramatycznie małe!
Fale są "ogromne" tylko dla żeglarzy. W praktyce jest inaczej.
Największe wartości elementów fali zmierzone na Bałtyku Południowym:
4 XII 1950 Zatoka Gdańska H 6,0 m L 120 m wiatr W 28 m/s stereofoto
1 XII 1950 Öland S. Grund H 9,0 m L 130 m C 10 s wiatr SW 28 m/s stereofoto
18 II 1962 Rozewie H 8,0 m L 156 m C 13 s wiatr N >20 m/s falomierz
21 II 1962 Ustka H 5,5 m L 160 m C 11 s wiatr NE 19 m/s falomierz

Wiem, że Bałtyk to nie Pacyfik, ale ileż się to słyszało opowieści o falach latem w sezonie żeglarskim o wysokościach 12 m i więcej, podczas gdy jeden raz zmierzono falę 9-metrową i to w grudniu 1950 roku. Raz na Rozewiu 8-metrową w 1962 roku (w lutym - też zimą).

W każdym razie zmierzając do konkluzji powiem, że nie ma absolutnie żadnej możliwości stwierdzenia co się stanie z arką o nieznanej geometrii na fali o nieznanej stromości, podczas gdy znamy tylko wysokość fali przyjętą hipotetycznie (wyssaną z palca!) na 30 m. Jeśli będzie to w strefie przyboju to obstawiam na wywrotkę. Jeśli arka spotka falę na otwartym morzu to stawiam na przetrwanie.
Tylko jak to sprawdzimy?

Dziękuję za podpowiedź jak to zrobić. Człowiek się uczy całe życie!

Alez Ci bogowie lubili sie gniewac....

Ja tylko lubię ciąć (merss)

Zawi, zrobiłeś kilka "tendencyjnych" (Rejs) założeń:
1.
CO ma do rzeczy metr kwadratowy powierzchni?! Tak jakby poszycie było główną masą statku.
2.
Zrobiłeś inne zanurzenie obu statków, po czym podniosłeś wysoko środek ciężkości. W ten sposób zrobiłeś pseudo-kil z ładunku

Barney - to jest dział nauka i tylko dlatego zareagowałem na nieuprawnione twierdzenia i obiegowe opinie nie znajdujące poparcia w faktach. Ale możesz mi wierzyć, że akurat w kwestii stateczności statku ja nie muszę nikomu niczego udowadniać. Jeśli jednak nie chcesz mi uwierzyć, a wolisz powielać formułki z uproszczonych broszurek dla żeglarzy to nie ma sprawy.

Natomiast wszystkie przyjęte założenia są jak najbardziej poprawne i zmierzają do porównania rzeczywistych cech statecznościowych dwóch kształtów. Ten metr kwadratowy powierzchni jest tylko po to, żebyś mi nie zarzucił, że sztucznie zaniżyłem bądź zawyżyłem wzniesienie środka masy któregoś ze statków. Zatem oba mają tę samą masę, oba mają tę samą ilość identycznego ładunku i żaden z nich nie jest zbudowany jakoś dziwacznie (np. bardzo ciężki pokład i lekkie dno albo odwrotnie). Chodziło o to, żeby nie manipulować danymi, a realnie coś wyliczyć i porównać.
Poszycie statku (z usztywnieniami oczywiście) jest w przyjętym przykładzie istotne, bo masa statku pustego to 1/3 wyporności, zaś ładunek to pozostałe 2/3 tejże. Stąd aby wyliczyć rzędną środka masy całości muszę mieć zarówno rzędną środka masy statku pustego (i po to założenie odnośnie konstrukcji) jak i ładunku.

I jeszcze słówko o zanurzeniu. Na stateczność początkową, a taką liczyłem, wpływa przede wszystkim szerokość statku. Dlatego szerokości musiały być identyczne w porównaniu. A skoro mamy jeden statek płaskodenny (prostopadłościenny) to aby zachować identyczną wyporność i identyczną szerokość to zanurzenie musi się różnić! To geometria - skoro mam porównać kształt o mniejszym współczynniki pełnoletności kadłuba to on musi mieć większe zanurzenie. Inaczej by się te statki różniły wypornością i wówczas byś zarzucił, że porównuję dwa statki o różnej masie.
Ciężko Ci dogodzić - no chyba, że poprę nieprawdziwą tezę o wyższości statków płaskodennych nad innymi z punktu widzenia stateczności.

Myślę, że kto był zainteresowany i przeczytał te parę postów dyskusji to wyrobił sobie zdanie. Nie widzę pola do wałkowania tematu. Chyba, że poruszymy inne aspekty okrętownictwa.

P.S. Nie mam pojęcia czemu zniknął obrazek. Był i nie ma. Jednak lepsze są skrypty forów, na które można po prostu załadować grafikę z dysku i uniezależnić się od przechowywania plików na zewnętrznych serwerach.

Powtarzasz to raz któryś - wybacz, jestem odporny na "argument z własnego autorytetu mówiącego"

Akurat to właśnie uczyniłeś.

Jedyne co jest istotne, to przemieszczenie środka wyporu (z powodu geometrii części zanurzonej) na bok - bo to daje moment prostujący. Okrągły kadłub nie powoduje ŻADNEGO momentu prostującego (jesli jest inaczej, narysuj to proszę - służę miejscem na stronie WWW na obrazek).
Trójkąt to samo, choć w mniejszym stopniu.

A ja nie widzę śladów ingerencji moderatorskiej.