Jádro
Hydrodynamické síly vznikají při proudění vody kolem tělesa. Jsou podobné aerodynamickým silám: proudění může být laminární nebo turbulentní a platí pro ně obdobné zákony o proudnicích, vztlaku a odporu.
Vztlak tělesa plovoucího na hladině (statický vztlak) a slapové jevy vyvolané Měsícem a Sluncem jsou jiné fyzikální jevy, hydrodynamické síly to nejsou.
Pozadí
Hydrodynamika zkoumá kapaliny v pohybu. Voda je asi 800krát hustší než vzduch, proto jsou hydrodynamické síly při stejné rychlosti a ploše mnohem větší než aerodynamické.
- Odpor - síla ve směru proudění, brzdí těleso (třecí odpor, tvarový odpor, vlnový odpor trupu).
- Vztlak (boční síla) - síla kolmá na proudění, vzniká na šikmo obtékaném profilu, tedy na kýlu, ploutvi a kormidle.
- Proudnice - dráhy částic vody kolem tělesa. Při laminárním proudění jsou rovnoběžné, při turbulentním se víří.
Rozdíl oproti statice: hydrostatický vztlak (těleso plave) vzniká i na stojící vodě, kdežto hydrodynamické síly vyžadují vzájemný pohyb vody a tělesa.
Vizualizace
Praktická aplikace
Díky hydrodynamickým silám plachetnice udrží kurz proti větru: boční sílu plachet kompenzuje kýl nebo ploutev, na které při pohybu vpřed vzniká hydrodynamická síla směřující proti úklonu a dryfu. Podobně funguje kormidlo - vychýlením se změní obtékání a vznikne příčná síla, která otáčí lodí. Čím je loď rychlejší, tím je účinek kýlu i kormidla větší; při stání na místě (bez proudění) kormidlo ani kýl nepracují.
Zdroje
- Teorie plachtění - hydrodynamika a aerodynamika (odpor, vztlak, proudění laminární a turbulentní)
- Jachtařská příručka - kýl, ploutev a kormidlo jako hydrodynamické profily