Rezistenta la inaintare la salupe

[adrianpacurici]

am si eu o intrebare referitor la aceste salupe.. este afectata semnificativ viteza la o salupa de 4m/1,6m fata de una identica doar cu 1 m mai lunga? ca eu asta am inteles ca este marele dezavantaj al acestor papucuri..sunt scurte si cu 3-4 oameni iti trebuie motor de 40cp casa o mai ridici... sau care sunt avantajele la 4 m fata de 5 m

[Vali]

Pentru un raspuns detaliat, ar trebui sa intram putin in teorie. Propun sa facem asta putin mai tarziu, fiindca vreau intai sa fac niste articole pe intelesul tuturor despre regimurile de mars la ambarcatiuni (deplasament, semiglisare si glisare).

[adrianpacurici]

astept ca sa pot calcula posibilele hibe la jon boat-ul pe care il visez

[Vali]

Pe scurt, viteza la glisare e influentata de:

- formele corpului: cu cat e mai plat fundul, teoretic barca gliseaza mai usor. Asta e partial adevarat, fiindca pe valuri nu se poate obtine viteza necesara din cauza socurilor de la valuri. Din cauza asta se foloseste fundul in V, care cu cat e mai ascutit, cu atat valurile se taie mai usor, dar trebuie si putere mai mare ca sa scoata barca in glisare.
- greutatea barcii: cu cat e mai mare viteza, cu atat presiunea pe fund va fi mai mare, si implicit grosimea corpului, din care cauza barcile de viteza sunt mai grele
- rezistenta la inaintare, a carei valoare e influentata de suprafata udata, care dupa cum ne-a aratat Laurentiu in alt post, este maxima la fundul plat, si se diminueaza la fundul in V pe masura ce viteza creste.
- puterea motorului, care trebuie adaptata si dupa forme, si dupa greutatea si incarcarea barcii, pentru a avea un consum optimizat.

Totodata, odata cu cerintele de comportament nautic de mai sus, trebuie indeplinite si alte conditii, anume stabilitatea in stationare etc. Dupa cum se vede, treaba e destul de complexa, si e destul de greu de satisfacut tot ansamblul de cerinte pentru ca sa iasa o barca reusita. Jonboat e un compromis de simplitate si pret, cu dezavantajele lui, iar alte barci au si ele avantaje si dezavantaje, precum unele din salupele de care spuneai. Nu putem generaliza, fiindca 2 barci aparent identice pot avea valori diferite ale deadrise-ului sau greutatii, ceea ce le face sa se comporte diferit.

[adrianpacurici]

ma gandesc ca 1 m lungime de barca nu ar avea mai mult de aprox 30 kg..ceea ce este destul de putin..., o barca simpla, spartana, dar cu forma de glisare... mai mare este suprafata de frecare dar si linia de plutire va fi mai jos..deci forta de frecare va fi mai mica..s-ar putea ca diferenta de frecare sa fie neglijabila...

[Captan]

Pai ,daca linia de plutire va fi mai jos, inseamna ca suprafata udata e mai mare, deci frecarea e mai mare. Cu cat o barca are pescaj mai mare, are si frecare cu apa mai mare.

[Thor]

Pai ,daca linia de plutire va fi mai jos, inseamna ca suprafata udata e mai mare, deci frecarea e mai mare. Cu cat o barca are pescaj mai mare, are si frecare cu apa mai mare.

Cred ca a vrut sa spuna ca <<linia de plutire este mai jos>> = opera vie este mai mica si opera moarta este mai mare  = suprafata de frecare mai mica blablabla...

[Captan]

Ai dreptate, daca asta a vrut sa spuna!

[adrianpacurici]

linia de plutire mai jos,,adica barca sta mai putin "bagata" in apa. In plus,,din ce imi amintesc eu in fizica forta de frecare este direct proportionala cu greutatea pe cm2
"În caz că singurele forțe dintre corpuri provin din accelerația gravitațională, relația de calcul a forței de frecare este: coeficientul de frecare înmulțit cu greutatea corpului"
deci suprafata de contact afecteaza mai putin decat greutatea corpului...

[blue marlin]

La fluide lucrurile stau un pic diferit, formula corecta pt rezistenta de frecare e:
Rf = 0.5 x Cf x Ro x V² x S
Unde: Cf este un coeficient ce depinde numarul Reynolds (viteza x lungime / vascozitate fluid)
Ro - densitate apa
V - viteza
S - suprafata udata
Forma carenei, atat timp cat suprafate udata e aceiasi, nu influenteaza rezistenta de frecare ci doar Rezistenta de val

[Captan]

@blue marin. Specialist ca intotdeauna. Super, multumim!

@adrianpacurici. Fara suparare, dar cand spui linia de plutire mai jos, se intelege pescaj mai mare. Cel putin ,la mine! Acum am inteles, de fapt este pescaj mai mic si in cazul asta, da, ai dreptate!

[adrianpacurici]

La fluide lucrurile stau un pic diferit, formula corecta pt rezistenta de frecare e:
Rf = 0.5 x Cf x Ro x V² x S
Unde: Cf este un coeficient ce depinde numarul Reynolds (viteza x lungime / vascozitate fluid)
Ro - densitate apa
V - viteza
S - suprafata udata
Forma carenei, atat timp cat suprafate udata e aceiasi, nu influenteaza rezistenta de frecare ci doar Rezistenta de val

2 probleme...avand in vedere ca frecarea pe apa este aproape neglijabila(tot ce merge bine pe gheata de fapt gliseaza pe o pelicula de apa) inseaman ca trebuie sa ne batem capul mai degraba cu rezistenta de val...aici contand f mult forma provei si latimea barcii
si a 2-a din formula de mai sus as intelege ca , cu cat lichidul e mai vascos Rf este mai mic...ceea ce ma surprinde..nu as fi crezut asta(daca e mai vascos Cf e mai mic)...
va rog sa ma lamuriti..ca sunt contrariat

[Thor]

@adrianpacurici  <<cu cat lichidul e mai vascos Rf este mai mic...ceea ce ma surprinde..nu as fi crezut asta(daca e mai vascos Cf e mai mic)...>>

Nu ma pricep dar ma bag: vascozitatea asta despre care vorbiti este subunitara sau supraunitara?
Daca vascozitate mare = subunitar atunci = Cf este mai mare. Ce destept sunt!

[blue marlin]

M-am exprimat eu neclar: Numarul Reynolds este Re=viteza x lungime / vascozitate fluid.
In formula coeficientului de frecare Cf gasesti numarul Re sub forma unui logaritm la numitorul unei fractii, nu imi amintesc exact formula dar daca va intereseaza pot sa o caut.
Din pacate Rezistenta de frecare, fiind proportionala cu patratul vitezei, nu e de loc neglijabila, cu cat te misti mai repede cu atat e mai mare.
Ca proportie din rezistenta totala: la viteze mici Rezistenta de frecare este mai mare decat Rezistenta de val. La viteze mari situatia se schimba, rezistenta de val crescand mai repede decat ce de frecare

[Vali]

Ca o paranteza, componentele rezistentei la inaintare la ambarcatiuni sunt urmatoarele:
- Rezistenta de frecare
- Rezistenta de forma
- Rezistent de val 
- Rezistenta apendicilor (elice, carme, tub etambou etc)
- Rezistenta aerodinamica a partii emerse a ambarcatiunii
A 2-a si a 3-a componenta formeaza impreuna asa-numita rezistenta reziduala.

Rezistenta de frecare se calculeaza dupa formula de mai sus: Rf = 0.5 x Cf x Ro x V2 x S . Coeficientul de frecare il gasim  aici: http://en.wikipedia.org/wiki/Drag_coefficient. In cazul suprafetei netede echivalente, se calculeaza cu formula despre care spunea blue marlin - Prandtl-Schlichting: Cf = 0,455 / lg Re la puterea 2,58 , unde: Re = numarul Reynolds: http://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_number .
In calculul numarului Reynolds se foloseste viscozitatea cinematica, adica raportul dintre viscozitatea dinamica si densitate: http://en.wikipedia.org/wiki/Kinematic_viscosity#Kinematic_viscosity

Dupa cum spunea si blue marlin, din cauza patratului vitezei din formula, valoarea rezistentei creste substantial odata cu cresterea vitezei. Bineinteles ca si numarul Reynolds se modifica odata cu cresterea vitezei, deci implicit si coeficientul de frecare, dar influenta majoritara o are patratul vitezei din formula, alaturi de suprafata udata, care la glisare scade la fundul un V, dar nesemnificativ la fundul plat de tip jonboat.
Deci numai din formula rezistentei de frecare vedem cat de importanta e aceasta in totalul rezistentei la inaintare, deci implicit cat de importanta e suprafata udata.

Despre celelalte componente ale rezistentei, in topicuri viitoare, dar cred ca ar trebui sa le discutam la topicuri separate, nu aici unde cineva vrea doar sa-si aleaga o barca .