Question

Что такое метацентр судна? Как это можно объяснить простыми словами?

Answer 1

Действительно, у термина метацентр столько много определений, что просто удивительно, почему нет простого, понятного объяснения, что это за зверь такой. Вот у В. И. Даля:

Длинно и витиевато изложено в "Морском словаре":

Отличился "Толковый словарь Ушакова":

Более менее вразумительно объясняют "Большой Энциклопедический словарь" и "Советская энциклопедия":

И совсем может добить толкование, данное "Словарём иностранных слов русского языка":

Не отстаёт от него и Википедия:

И далее, мало что поясняющий рисунок, который я заменил бы вот этим:

Для того, чтобы дать внятное объяснение, надо воспользоваться упомянутыми выше терминами.

Что такое крен и продольная плоскость симметрии - понятно. Центр величины (ЦВ) - это точка приведения силы плавучести, т. е. выталкивающей силы или архимедовой силы. Так же ЦВ является центром тяжести подводных объемов судна.

В остойчивом состоянии центр тяжести судна (ЦТ) и ЦВ лежат в продольной плоскости симметрии. При возникновении крена, ЦВ, а вместе с ним сила плавучести , перемещается от ЦТ в горизонтальном направлении на величину, называемую плечом остойчивости. Благодаря возникающему рычагу между ЦТ и ЦВ судно стремится занять прежнее остойчивое положение.

Зная эти обстоятельства, которые можно привести в качестве пояснения к определению метацентра, можно дать для него краткую формулировку. В сухом остатке получается:

Метацентр - это точка, возникающая при крене судна в результате пересечения вектора силы плавучести с продольной плоскостью симметрии судна.

Answer 2

У любого судна есть центр тяжести и центр приложения силы Архимеда. Если центр тяжести оказывается выше центра приложения силы Архимеда, судно опрокидывается. Если наоборот, то чем больше расстояние между ними, тем судно более устойчиво. Метацентр расположен между этими двумя центрами и неподвижен при покачивании судна.

Answer 3

Метацентр определяет положение точки центра окружности, по которой смещается центр давления выталкивающей силы на корпус при крене судна, а центр давления находится в центре масс погруженной в воду части корпуса. Центр тяжести находится выше центра давления, а метацентр - выше центра тяжести. При крене судна изменяется форма погруженной части, это увеличивает объем погруженной части корпуса со стороны крена, но уменьшается объем противоположной части корпуса, сила давления со стороны крена становится больше. Центр давления смещается в сторону крена по дуге окружности. Но центр тяжести судна не меняет положения, в результате сила давления возвращает судно в вертикальное положение. Судно сохраняет остойчивость, в данном случае это остойчивость формы корпуса. Чем выше метацентр, тем лучше остойчивость. Вспомните Ваньку-встаньку. У этой игрушки центр тяжести выше центра давления, но форма нижней части сделана так, что при наклоне центр давления уходит далеко в сторону крена, а центр тяжести всегда будет в противоположной центру давления стороне, поэтому Ваньку положить на бок нельзя, у него метацентр очень высокий.

Answer 4

МЕТАЦЕНТР, метацентра, муж. (от греч. meta вне, за и лат. centrum центр) (физ.). Точка пересечения вертикальной линии, проходящей через центр тяжести плавающего тела (судна),