Jádro
Těžiště výtlaku (tvarové těžiště) je teoretický bod, ve kterém působí kolmo vzhůru vztlak, tedy bod, v němž je plavidlo nadlehčováno silou rovnou váze vody, kterou ponořená část trupu vytlačuje. Nejde o plochu dna ani o nejnižší bod ponořené části trupu.
Pozadí
Podle Archimedova zákona působí na ponořené těleso vztlak, který se rovná tíze vytlačené kapaliny. Vztlak působí v těžišti objemu vytlačené vody, tedy v geometrickém středu ponořené části trupu. Tento bod se nazývá těžiště výtlaku (značí se B, z anglického buoyancy).
- Váha lodi působí směrem dolů v těžišti hmotnosti (G), vztlak směrem nahoru v těžišti výtlaku (B).
- Při plavbě na rovné kobylce leží G a B na jedné svislici a síly se vyrovnávají.
- Při naklopení se tvar ponořené části mění, bod B se posouvá na stranu a vzniká dvojice sil. U lodí s velkou stabilitou tvaru (široké trupy) vrací loď zpět, u kýlovek se přidává i stabilita závaží kýlu.
Špatné možnosti jsou pojmově jiné věci: plocha dna pod ponorem je smáčená plocha a nejnižší bod ponořené části trupu je spodní bod (u kýlovky spodek kýlu) a ne těžiště.
Vizualizace
Schéma: tíha působí v těžišti hmotnosti, vztlak v těžišti výtlaku (střed ponořeného objemu).
Praktická aplikace
Pojem je základem pochopení stability plavidla. Při naklonění lodi větrem se ponořený objem mění, těžiště výtlaku se posouvá na spodní (návětrnou či závětrnou) stranu a vzniká vratný moment. Posádka ovlivňuje stabilitu rozložením zátěže a vybavení (nízké těžiště hmotnosti zlepšuje stabilitu) a také refováním při silném větru. Při nakládání je dobré vědět, že těžký náklad vysoko nad vodou těžiště hmotnosti zvedá a stabilitu zhoršuje.
Zdroje
- Archimedův zákon (hydrostatický vztlak) - základ teorie plovoucího tělesa.
- Učební texty pro vůdce plachetnic: názvosloví, stabilita plavidla (těžiště hmotnosti a těžiště výtlaku).