Wat wil je nu precies weten? Leg de situatie eens uit/ Wat heb je zelf al gedaan?  We zijn geen schippers op dit forum. Vaartlopend?

Goede vraag voor een zoetwater matroos!!
Vaartlopend betekent dat een schip snelheid maakt  ten opzichte van het
omliggende water.

Vooruit varend ligt het draaipunt op ca. 1/3 van de lengte van het schip vanaf de voorsteven en achteruit varend op ca 1/3 vanaf de achtersteven.

Dat weet elke zeeman!

Aleen dus niet de natuurkundige verklaring hiervan.

Deze zoetwatermatroos houdt helemaal niet zo van water - ik ben meer een stuurman aan wal. Dus uit ervaring kan ik er weinig over zeggen. Maar die ervaring geef je zelf al: draaipunt bij 1/3 of 2/3 van het schip vanaf het voor- of achtersteven. Vooruit draaien op 1/3 en bij achteruit draaien op 2/3 vanaf het voorsteven).

In een ideaal geval zou de draaiing vooruit plaatsvinden op de voorste punt van de boot. De schroef achteraan zal stuwen. Helaas is dit niet ideaal, want zo gauw de schroef duwt krijgt het weerstand van het water dat wordt weggeduwd langs de lengte van de boot (en een vacuum dat zou ontstaan aan de andere kant al zal hier snel water naartoe bewegen). De tegenkracht zal het grootst zijn bij de schroef: daar is de verplaatsing van de boot het grootst, aan de voorkant het kleinst (op het draaipunt zelfs nul).
Het schip werkt dus niet als een soort deur met scharnier aan een uiteinde, maar meer als een wip met het draaipunt niet in het midden maar tussen uiteinde en midden van een kant. Blijkbaar verdeelt het het schip (de wip) in stukken 1:2 (ofwel scharnierpunt op 1/3 en 2/3 van de totale lengte).

Met het draaien van het schip vermoed ik (geen zin dat helemaal te gaan uitrekenen) dat het totale krachtmoment (=kracht x afstand tot draaipunt) van de weerstand(skracht) van het water op het schip gelijk is aan het krachtmoment  van de schroef als het draaipunt niet helemaal vooraan maar op 1/3 van de boot wordt gedacht. En met iets meer schroef krachtmoment (draaipunt iets meer richting voorkant dan 1/3) wint de schroef en draait de boot. Deze berekening is vast al eens uitgevoerd in een boek over nautische natuurkunde - niet iets waar deze landrot zich ooit over heeft gebogen.

Met achteruit varen geldt dezelfde redenering (al begrijp ik als zoetwatermatroos dat een boot en de schroef daar niet op ontworpen is).



(De waarde van 1/3 komt toevallig (?) aardig overeen met een fysieke veer.
Een ideale veer heeft geen massa. Maar een echte veer wel. En niet alleen jij trekt aan die veer, de onderste delen van de veer trekken ook met hun gewicht aan de bovenhelft van de veer. Als je dit nauwkeurig uitrekent (integraalrekening: elke gewichtsbijdrage door een stukje veer uitgeoefend op alles wat er aan veer boven dat stukje zit) dan moet je bij het trekken ook 1/3 van de veermassa meerekenen.)

Jan wees me nog op site https://shipsnow.com/wiki/ship-handling-basics/ waar rotatie van een schip (stilliggend en varend) ook nog besproken wordt met een indicatie van krachten langs de wand.

erg interessant was het artikel in The Pilot Online, maar ook daar geen eenduidige oplossing.
Er zijn eigenlijk teveel steeds wissselende parameters.
ik ga alles nog eens proberen op ee rijtje te zetten.
In ieder geval tot zover bedankt voor alle moeite die de je getroost hebt.
Het blijkt helemaal niet zo eenvoudig te zijn, want ik heb gemerkt dat 
er heel weinig uitleg in nautische boeken over wordt gegeven.

Het is niet zo eenvoudig omdat de "ideale" toestand nergens geldt voor een schip en resultaten uit zo'n situatie zijn weinig zeggend voor de realiteit omdat de idealisatie geen randeffecten negeert, maar grote invloedsfactoren.
En deze factoren zijn alleen experimenteel in het echt of bij benadering via watergoten (Waterloopkundig lab) te meten.
De vorm van het schip, de diepgang, effectief vermogen van de schroef en daaruit volgende water-weerstand beinvloeden denk ik het antwoord nogal.

Dus zeker een goede vraag, maar niet zo simpel beantwoord of benaderd!

Dat is niet alleen rond schepen zo, dat geldt eigenlijk voor alles wat we doen of maken. Afhankelijk van wat je doet met dat schip, en wanneer, verhuist dat draaipunt van soms hele scheepslengtes vóór de boeg tot hele scheepslengtes achter de achtersteven. Alle natuurkundige principes die een rol spelen (en dat zijn er best veel) zijn wel duidelijk, dat is geen punt. En die nautische links die ik opdiepte geven al best veel uitleg over die principes. Maar de exacte uitwerking van al die principes samen is al gruwelijk ingewikkeld, laat staan als je ook nog eens verschillende omstandigheden (diep vs ondiep water, wind, stroming, trim) moet meenemen. 

Die geldt als een ruwe vuistregel voor een "gemiddeld" schip dat onder kalme omstandigheden bij constante snelheid een "gemiddelde bocht" maakt, maar al daarbij zien we grote verschillen tussen verschillende rompvormen. Met specialistische computermodellen waar al jaaaren voorwerk in zit kan het gedrag van een zeker schip wel redelijk goed voorspeld worden. Op een kladpapiertje, of zelfs met een paar containers kladblokken, is dat onbegonnen werk. 

Een schip besturen is net zo goed een kunst als een wetenschap. 

groet, Jan

Ik durf van mijzelf te beweren dat ik de kunst om een schip te besturen heel aardig beheers.
Dit leer je door ervaring en maar vooral het schip continue te observeren onder alle zich voordoende omstandigheden.

Erg  belangrijk is bij vaartlopen  ( de snelheid van het schip) de waterdiepte onder de kiel.
Is die minder dan de diepgang van het schip dan kan de diameter van de draaicirkel gemakkelijk tot 2 x zo groot worden, dit heeft natuurlijk ook weer te maken met het draaipunt en wordt veroorzaakt door de squat.

Schijnbare diepgang vermindering en dan Bernoulli om de hoek kijken, drukvermindering door vergroten van de snelheid van de retourstroom onder de kiel.

Het wordt steeds ingewikkelder.

Groet,

Douwe

Goede uitleg, ook al is dit een ingewikkeld vraagstuk. Is de verklaring voor het horizontale draaipunt vergelijkbaar? (Hiermee bedoel ik het punt waaromheen een schip kantelt). Ik heb totaal geen verstand van schepen, maar heb deze informatie nodig voor een project.

Horizontaal en kantelen?

Een schip kantelt, net als elk ander voorwerp, als het massa-zwaartepunt buiten het "steunvlak" valt. Dat is het vlak waarmee het voorwerp op zijn plaats wordt gehouden (bij een tafel bijv. is dit het vlak binnen de vier of drie poten). Daarbuiten kan het namelijk roteren (kantelen) om het draaipunt of draaias dat de rand van het vlak aangeeft.

Een schip heeft (grof gezegd) een rechthoekig steunvlak in het water. Als het zwaartepunt buiten dit vlak komt (schip helt over) dan zal het kantelen. Bij een kano is dit veel sneller het geval. Als de kano-vaarder erg naar buiten helt kan het zwaartepunt van hem en de kano buiten het steunvlak van de kano vallen en de kano gaat ondersteboven.

Onderstaande tekeningen verduidelijken hopelijk wat en verklaren ook waarom de "Funniest home movies" van SBS6 bijna altijd mechanische instabiliteiten als oorzaak hebben. Niet op de rand van een 1-potige tafel gaan staan bijvoorbeeld.

Een schip gaat "kantelen" noemen we "kapseizen=omslaan " als het zwaartepunt van het schip aan de verkeerde kant van het "drukkingspunt =
aangrijpingspunt van de opwaartsekracht = zwaartepunt van het volume van het water dat door het schip wordt verplaatst.
Met aan "de verkeerde kant" bedoel ik dat er op dat moment een kantelend koppel optreedt.
De positie van het drukkingspunt t.o.v. het zwaartepunt bepaalt de mate van stabiliteit van een schip.
De horizontale afstand tussen beide punten is de arm van het stabiliteitskoppel en deze bepaalt de grootte van het stabiliteitsmoment.

Voor een landrot kantelt een schip. Voor de matroos kapzeist ie ;-) In beide gevallen word je helemaal nat.

Stabiliteit van schip en vliegtuig werken op dezelfde manier...