Dagens fysikfråga
Just frågan om bestättningsvikt kommer ju upp då och då, så nu är det dags att gnugga geniknölarna:
Båten, en Salona 37, väger väl 6.800 kilo (lite tungt, men snabb som tusan när det blåser på lite). Kränger man ner den 30 grader, som på en sjysst kryss, så blir draget i spinnakerfallet 500 kg.
Hur mycket ändras detta om man sätter en trevlig kille på 95 kilo på railen?
Här har vi dem under GKSS Septembersegling 2007. Foto: Anders Averdal.
Patrick L
Jan 23, 2009 @ 14:50
7,7 kg? :-)
MatsA
Jan 23, 2009 @ 14:54
Om man antar att 95 kg gubben sitter 1,75 m från centrum och att spinnakerfallet sitter 18 m ovan båtens vridcentrum, så ökar draget i spinnakerfallet med ca 16 kg.
Janne
Jan 23, 2009 @ 15:15
I lovart eller lä?
=)
Patrick L
Jan 23, 2009 @ 15:19
Om båten kränger 30 grader är han nog inte 1,75 från centrum på en 37-fotare. Och så räknade jag med 16 meter istället för 18. Fast det var nog lågt räknat. Frågan är om det nu kommer ett facit eller om vi skall leva i ovisshet :-)
Stefan
Jan 23, 2009 @ 15:20
Hur skall du få en TREVLIG kille att sätta sig på en så pass ful båt ?
Patrick L
Jan 23, 2009 @ 15:23
Ah, måtten fanns ju där i en länk. Höjden är 15,32 m och Bmax 3,60. Skall vi räkna med 1,2-1,3 m hävarm då?
8 kg?
Erik B
Jan 23, 2009 @ 15:37
Du bör räkna med det horisontella avstånden (från flytcentrum) ut till spinnfallet respektive gubben som kanske ligger på 8 meter respektive 1,2 meter. Det är först vid en fullständig kinesare du kan räkna med 16 meter i spinnfallets momentarm och då är gubben också negativ (krängande)…
Borde bli runt 14 kg…
Vad blev svaret när gubben i brunnen flyttade ut på railen?
Razola
Jan 23, 2009 @ 15:51
ca 13.5 kg med BMAX, ISP och FA enligt spec för Salona 37 samt antaget att gubbens CG är precis på railkanten vid BMAX.
Patrick L
Jan 23, 2009 @ 16:00
Ah just det, vinkeln från fallet tänkte jag inte på…formeluppställning någon?
Patrik H
Jan 23, 2009 @ 16:45
Vilken vinkel ger 500kg drag i fallet om gubben sitter på railen, dvs ungefär hur mycket rätar han båten?
Ett överslag med siffrorna ni räknat fram gör att jag får ca 0,8 grader. Kan det stämma?
Erik B
Jan 23, 2009 @ 17:06
Jag har funderat på de bilder av entusiastiska gastar som hänger i midjan i ett löst nedre mantåg med armarna ut. Att de flyttar ut vikten är klart men hur mycket betyder de ökade vindmotståndet? Har det betydelse? Är det en psykologigrej för att psyka motståndarnas rorsmän?
Patrik H
Jan 23, 2009 @ 17:12
Jag räknade förresten med 30 graders vinkel på spinnfallet vilket inte stämmer med verkligheten. Jag har ingen koll på hur man räknar ut den verkliga vinkeln.
Anders
Jan 23, 2009 @ 17:32
Jag är ingen ingengör men draget i spinnaker fallet blir väl inte 500 kg för att kränga 30 grader? Eller blir verkligen kraftriktningen rakt ner som på bilden när man seglar med spinnaker? För mig känns det som om att kraften kanske är 327,483 kg i en mer horizontel riktning i ett fall som det sitter en fylld spinnaker i?
Vid bryggan så kan jag köpa 500 kg i den dragriktning som är på bilden men det gäller även i ett genoa fall om man valt det istället:-)
Razola
Jan 23, 2009 @ 17:32
En sittande gubben som projecerar en area vinkelrät vindriktningen på låt säga 0.35 m^2, ger vid en vindhastighet vid däck på 8 m/s (dvs. ca 10 m/s vid 10 meters höjd) ger ett motstånd om ca 13.5 N eller ca 1.4 kg, cirka! Om armarna är utsträckta eller ej har antagligen ingen större betydelse…
Skipper Worse
Jan 23, 2009 @ 17:35
Tror det kan vara lite mer, runt 1,3 grader. Han sitter ungefär lika långt från deplacementcentrum som kölbulben, styvt 2 meter och kölvikten motsvarar 22 gubbar – lite handwaving
Boris(DK)
Jan 23, 2009 @ 17:39
Et hurtigt skud, under forudsætning af at båden krænger 30 grader og gasten sidder 2 meter fra opdræftcentret, giver et ekstra træk på 20 kg i spilerfaldet(lodret).
Leif
Jan 23, 2009 @ 18:14
Med 30 graders lutning borde tygdpunkten på nisse i princip sammanfalla med vridcentrum för båten och därmed inte påverka kraften alls.
Magnus
Jan 23, 2009 @ 19:55
Om inte vinden samtidigt ökar så händer väl ingeting med draget i fallet. Det som händer är att båten kränger mindre.
Espen B
Jan 23, 2009 @ 21:12
Hei artig fråga; 95X9,82=932,9+500=1432,9kg på spinnakerfallet
Feffe
Jan 23, 2009 @ 22:34
ZzzzzZzzzzzZzzzzz…..:-)
// F.
Göran
Jan 23, 2009 @ 22:55
Neej Peter,
En segelbåt får aldrig luta mer än 18,5 grader på en schysst kryss! Lutar det mer = långsamt. Det är bara rorsman som tror att det går fort när det brusar högljutt i lä. 95 kg på railen vid 30 graders lutning är förmodligen bara en belastning han gör mer nytta om han kliver av!
G
MKL
Jan 23, 2009 @ 23:01
Hvis båten krenger 30 grader blir vel ikke effekten av vekten 1,8m ut hvis gubben sitter eksakt på kanten, men 1,55 (ifølge han Pythagoras-duden). Eller flytter oppdriftsentrum seg vesntlig? I så fall blir draget 90 grader på mastetoppen 10,3 kg. Men hvordan regner man ut draget 30 grader? Gudene vet. Jeg tipper 50 kg. Men hei! Spinnakerfallet går ikke helt opp. En gang til: draget 90 grader på masten blir 10,8 kg. Jeg tipper fortsat 50 kg rett ned ;-)
MKL
Jan 23, 2009 @ 23:04
Men bare så det er nevnt. Strekket i fallet rett ned har kun teoretisk interesse – det er de 10,8 kg som er den rettende effekten ved seiling.
MKL
Jan 23, 2009 @ 23:12
Kremt. En gang til. Ved 30 grader er spinnakerfallet 6,85 meter fra senterlinjen. Gubben sitter 1,55m på motsat side. 95kgx1,55m/6,85m=21,5kg
Lasse Bergkvist
Jan 23, 2009 @ 23:12
Kan vi få lite kvalificerad hjälp av Pelle Lindell, tack!
Mvh Lasse
Peter Gustafsson
Jan 23, 2009 @ 23:25
Snillen spekulerar!
Jag tror Pelle, Martin och mätmannen som var med sitter i telefonkonferens för att utreda hur man skall svara nu för att det inte skall bli fel :-)
Einstein
Jan 23, 2009 @ 23:26
Känns hyfsat fel med drag i spinfallet på en sjysst kryss :)
Skämt åsido, så gäller momentjämvikt även för segelbåtar…
Einstein
Jan 23, 2009 @ 23:50
OK, snabbt överslag ger att draget i fallet bör öka med sisådär 20 kg. (eller att kraften i fallet ökar med ungefär 200 Newton som vi fysiker skulle ha sagt).
BTW: Båtens deplacement är i sammmanhanget helt ointressant, det är dess rätande moment som är avgörande för hur stor kraften i fallet blir. Sådetså
PT
Jan 24, 2009 @ 00:51
Görs en lite förenklad beräkning där båtens tyngdpunkt/flytpunkt (inklusive draget i masten/kraft från segel) antas ligga lodrätt under mastens genomföring så ökar draget i linan med 19,3 kg/190 N.
Joakim
Jan 24, 2009 @ 11:24
Man kan bara sätta momenterna i vilken punkt som helst lika. Om man väljer masten vid fribordens höjd då blir det (i kgm):
B/2 * 95 * cos(30) = ISP * sin(30) * dF (i kg)
dF = B/2 * 95 *cos(30) / ISP / sin(30) = 19,3 kg om B=1,8 och ISP=15,32. Kanske kan man inte ha sin tyngdpunkt vid B/2 så kan det vara lite mindre.
Martin
Jan 24, 2009 @ 13:38
Teori och praktik stämmer inte så bra i det här fallet.
De flesta kommer fram till ca 20kg så det stämmer säkert men vi fick knappt 40 kg på mätaren, jag tyckte själv det var mkt om man tänker i % av dragkraften i fallet.
Man får kanske göra om testet och sätta några fler gubbar på kanten
Kanske skall tillägga att testet inte var för att testa verkan/kraften när man sätter sig på kanten.
Till Stefan…..FUL BÅT….. Slag under bältet, min fru tycker den har ett bra kök och är snygg,
Martin
Anders Averdal
Jan 24, 2009 @ 14:18
Martin!
Det hade vart väldigt intressant att se hur olika stilar att hänga påverkar.
– Huvet innanför
– Huvet utanför
– dubbelvikt över undre mantåget
– rakt ut med armarna
För att se om det verkligen spelar någon roll.
(Är dock ganska rädd för resultatet)
Martin
Jan 24, 2009 @ 17:28
Funderade på samma sak..
Jag skall se om jag kan testa det till våren med 8 gubbar och 15 graders lutning.
Jag får låna in STINOS besättning för att tokhänga.
Martin
Peter Gustafsson
Jan 24, 2009 @ 17:38
Jag har hört att det inte spelar någon roll alls på en First 45 :-)
Patrick L
Jan 24, 2009 @ 18:59
Ja, vi såg i höstas hur stor skillnad det gör i praktiken i alla fall. Mumm 30, ca 20 knop TWS, kryss: 10 gubbar vs 6 (som vi hade) = ca 0,5-1,0 knop boat speed och bättre höjd…
Calle P
Jan 24, 2009 @ 20:02
Om ISP är 15,32 m är avståndet till “kajen” 7,66 m och 1/2 bredden på båten är 1,8 m men lutar 30 grader 1,8*sin(30)=1,62 m
Hela hävarmen blir då 1,62+7,66=9,28m
Då han väger 95 kg och det ger 40 kg på mätaren får man ett förhållande på 40/(40+95)= 0,3
0,3*9,28=
PelleL
Jan 24, 2009 @ 20:05
När vi körde ILC-40 för många år sedan var skillnaden mellan normalhäng och tokhäng i mellanvind 0.2-0.3 knop VMG
Calle P
Jan 24, 2009 @ 20:05
0,3*9,28=2,8 meter
Så antingen sitter han 2,8 meter från flytcentrum eller så är vågen inte så bra…
Henke
Jan 24, 2009 @ 20:28
”Kränger man ner den 30 grader, som på en sjysst kryss, så blir draget i spinnakerfallet 500 kg.
Hur mycket ändras detta om man sätter en trevlig kille på 95 kilo på railen?”
Svar: 1°
Joakim
Jan 24, 2009 @ 20:41
Martin, jag tror nog att ni har gjort något fel i praktiken. Om spinnakerfallet är inte helt lodrätt eller båten kränger inte exakt 30 grader, skiljer draget lätt 20 kg.
Calle P
Jan 24, 2009 @ 21:52
Spinnakerfallet är helt lodrätt. Inga krafter drar båten i sidled…
Ungefär som att en vattenyta i vila alltid är vågrätt.
Isaac Newton
Jan 24, 2009 @ 22:54
En kraft på 500 kg eller 5000 N ved 30 grader krengning tilsvarer et kraftmoment på 5000 N * 16 meter * sin 30grader = 40 kNm. Dette er en faktor 3 lavere enn det rettende momentet oppgitt i IMS-målebrevet her: http://www.blur.se/IMS/Salona%2037%20NED_7645.gif hvis man antar at rettende moment (IMS) er i enheten kNm.
Isaac Newton
Jan 24, 2009 @ 23:41
Hehe.. jeg fant løsningen. IMS oppgir rettende moment i kg m delt på krengningsvinkelen i grader. Omregnet til kNm ved en vinkel 30 grader bilr dette nettopp en faktor 3.
En oversett effekt av krengningsmålingen slik den er stilt opp ( med spinnakerfallet vertikalt til et fast punkt i bryggen) er at fortrengt volum endrer seg etter hvorvidt den trevlige killen sitter midt i cockpiten eller ute på lo rekke. For å forstå dette kan man huske på at kraften fra spinnakerfallet ikke bare krenger båten , men også trykker den ned i vannet, avhengig av kraften fra spinnakerfallet. Dette medfører at endringen i rettende moment ved å sette seg på rekka ikke bare skyldes større kraftarm fra killen (slik som allerede påpekt over), men også at oppdriften og økt rettende moment p.g.a. oppdriften øker. Jeg tror dette på lang vei forklarer avviket mellom den estimerte kraftøkningen på 20 kg og den målte økningen på 40 kg.
Joakim
Jan 25, 2009 @ 09:56
Calle P, det behövs mycket små sidokrafter att sättä spinnakerfallet till 1 gradens vinkel, som är redan tillräckligt för ~20 kg fel. sin(1)*500 kg är bara 9 kg som kan lätt komma från inte helt lösä förtöjningstampar eller vind, som kan också orsaka en moment. Det behöver inte mycket sidovind att kränga båten en grad.
Björn N
Jan 25, 2009 @ 22:13
Calle har naturligtvis satt fingret på vad som är fel i ovanstående ekvationer. Flytcentrum flyttar sig ut på sidan om båten och ligger vid 30 gr krängning inte alls på mitten av båten. Därav det högre värdet på vågen.