PL 
EnglishDomyślny
Українська🚢 Pływalność statku
Poznaj prawo Archimedesa i stateczność statku — zmieniaj kształt kadłuba, ładunek i gęstość wody, by zobaczyć, jak jednostki utrzymują się na powierzchni.
O tej symulacji
Ta symulacja modeluje wyporność i stateczność poprzeczną uproszczonego, pudełkowatego kadłuba statku przy użyciu prawa Archimedesa. Siła wyporu równa się ciężarowi wypartej wody morskiej (F_b = ρ·V·g, przy ρ = 1025 kg/m³), więc jednostka pływa na linii wodnej, na której wypór równoważy ciężar. Zmieniając szerokość, zanurzenie, wysokość kadłuba i ładunek, możesz obserwować, jak przesuwają się środek wyporu, środek ciężkości i metacentrum, oraz zobaczyć, jak wynikająca z nich wysokość metacentryczna GM decyduje, czy statek się prostuje, czy wywraca.
🔬 Co pokazuje
Widok kadłuba z boku wraz z linią wodną oraz punktami B (środek wyporu), G (środek ciężkości) i M (metacentrum). Symulacja oblicza wypornik (ρ·V), promień metacentryczny BM = I/V, gdzie I = L·B³/12, następnie GM = KM − KG, okres kołysania T = 2π·k/√(g·GM) przy k ≈ 0,35·B, oraz ramię prostujące GZ = GM·sin(θ). Drugi panel wykreśla krzywą ramienia prostującego GZ w funkcji kąta przechyłu.
🎮 Jak korzystać
Użyj suwaków, by ustawić szerokość (8–40 m), zanurzenie (2–15 m), wysokość kadłuba i ładunek (0–100%, który podnosi środek ciężkości). Suwak kąta przechyłu (−45° do 45°) przechyla kadłub, by przetestować stateczność. Przyciski presetów wczytują realistyczne jednostki — kontenerowiec, tankowiec o niskim GM, jacht żaglowy, prom i ponton — a panel statystyk na żywo pokazuje wypornik, GM, okres kołysania, GZ oraz werdykt dotyczący stateczności.
💡 Czy wiesz, że?
Bardzo duże GM sprawia, że statek jest „sztywny" — prostuje się gwałtownie, z krótkim, niekomfortowym okresem kołysania — podczas gdy niewielkie dodatnie GM daje powolne, łagodne kołysanie, ale niewielki zapas przed wywróceniem. Architekci okrętowi celowo dobierają umiarkowane GM, by zrównoważyć bezpieczeństwo z komfortem pasażerów i ładunku.
Często zadawane pytania
Czym jest wysokość metacentryczna (GM) i dlaczego ma znaczenie?
GM to pionowa odległość między środkiem ciężkości statku (G) a jego metacentrum (M), obliczana tutaj jako GM = KM − KG. Gdy GM jest dodatnie, metacentrum znajduje się powyżej środka ciężkości, więc niewielkie przechylenie tworzy moment prostujący, który przywraca statek do pozycji pionowej. Jeśli GM staje się ujemne, statek jest niestateczny i się wywróci, dlatego jest to najważniejsza pojedyncza miara stateczności początkowej.
Jak symulacja oblicza wyporność i wypornik?
Wykorzystuje prawo Archimedesa: siła wyporu równa się ciężarowi wypartego płynu, F_b = ρ·V·g. Zanurzoną objętość V przybliżono jako prostopadłościan: szerokość × zanurzenie × długość (długość ustalona na 80 m dla wizualizacji), a wypornik to ρ·V przy ρ = 1025 kg/m³ dla wody morskiej. Statek pływa w równowadze, gdy ta siła wyporu równa się jego całkowitemu ciężarowi.
Co dokładnie zmieniają suwaki ładunku i kąta przechyłu?
Suwak ładunku podnosi środek ciężkości: KG = H·(0,45 + ładunek·0,25), więc cięższy lub wyżej ułożony ładunek podnosi G i zmniejsza GM, czyniąc statek mniej statecznym. Suwak kąta przechyłu przechyla kadłub w zakresie od −45° do 45°, aby sprawdzić jego reakcję; dla tego kąta pokazywane jest ramię prostujące GZ = GM·sin(θ), śledzone na całej krzywej GZ.
Czy ten model jest fizycznie dokładny?
Oddaje poprawne zależności — prawo Archimedesa, BM = I/V, GM = KM − KG i GZ = GM·sin(θ) — więc pokazywane tendencje są realistyczne. Jest jednak uproszczony: kadłub traktowany jest jako prostopadłościan o stałej długości, krzywa GZ wykorzystuje formę GM·sin(θ) dla małych kątów zamiast pełnych krzywych stateczności, a wysokość środka ciężkości jest szacowana. To narzędzie dydaktyczne, a nie obliczenie projektowe towarzystwa klasyfikacyjnego.
Dlaczego wysokie, mocno załadowane statki wywracają się łatwiej?
Układanie ciężaru wysoko — na przykład ładunek na pokładzie lub pełne obciążenie górnych partii — podnosi środek ciężkości G w stronę lub powyżej metacentrum M, zmniejszając GM. Gdy GM spadnie do zera lub poniżej, nie ma już momentu prostującego i jednostka się wywraca. Dlatego stosuje się zasady załadunku i balast, aby utrzymać niskie G i zachować bezpieczne, dodatnie GM.