KWALIFIKACJA TWO8 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 1.
Na którym rysunku położenie metacentrum M zapewnia, że przy przechyle statku wystąpi moment prostujący, przywracający statek do pozycji pionowej?
Ilustracja przedstawia cztery schematyczne rysunki przekrojów statków z oznaczeniami metacentrum (M), środka ciężkości (G)
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Moment prostujący przy małych przechyłach występuje wtedy, gdy metacentrum M leży powyżej środka ciężkości G.
W takiej sytuacji linia działania siły wyporu po przechyle tworzy z ciężarem parę sił, która dąży do wyprostowania jednostki i powrotu do położenia pionowego.

Pełne wyjaśnienie:

Warunkiem wystąpienia momentu prostującego (czyli tendencji statku do samoczynnego powrotu do pionu po niewielkim przechyle) jest dodatnia stateczność początkowa. W ujęciu klasycznym dla małych kątów przechyłu sprowadza się to do położenia metacentrum M względem środka ciężkości G.

Dlaczego "M nad G" daje prostowanie?
Po przechyle zmienia się kształt zanurzonej części kadłuba, więc przesuwa się środek wyporu i linia działania siły wyporu. Dla małych przechyłów punkt przecięcia kolejnych kierunków siły wyporu wyznacza metacentrum M. Jeżeli M znajduje się powyżej G, to ciężar działający w dół przez G oraz wypór działający w górę po nowej linii tworzą parę sił o zwrocie prostującym (przeciwnym do przechyłu).

Dlaczego pozostałe rysunki są błędne?

  • Gdy M jest poniżej G, moment ma zwrot wywracający: mały przechył nie jest "gaszony", tylko może się powiększać (niestabilna równowaga).
  • Gdy M pokrywa się z G, stateczność początkowa jest w przybliżeniu zerowa: brak wyraźnej tendencji do prostowania (równowaga obojętna dla małych przechyłów).
  • Rysunki, na których nie da się jednoznacznie odczytać relacji "M względem G", nie pozwalają potwierdzić warunku momentu prostującego.

Wskazówka egzaminacyjna: szukaj schematu, na którym metacentrum jest wyżej niż środek ciężkości. Nie myl metacentrum z środkiem wyporu: to nie położenie B "nad" czy "pod" G jest kryterium, tylko położenie M względem G dla stateczności początkowej.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Metacentrum M to punkt używany w ocenie stateczności początkowej jednostki pływającej. Dla małych przechyłów opisuje, jak zmienia się kierunek działania siły wyporu po przechyle. Położenie M względem środka ciężkości G pomaga ocenić, czy statek ma tendencję do prostowania czy do wywracania.
Gdy metacentrum M jest powyżej środka ciężkości G, to po przechyle linia działania wyporu przesuwa się tak, że razem z ciężarem (działającym w dół przez G) tworzy parę sił o zwrocie przeciwnym do przechyłu. Taki układ generuje moment prostujący i powrót jednostki do pionu.
Dodatnia stateczność początkowa oznacza, że przy niewielkim przechyle powstaje moment prostujący. W praktyce jednostka "broni się" przed przechyłem i dąży do powrotu do położenia pionowego. Klasycznym warunkiem jest położenie metacentrum M powyżej środka ciężkości G (dodatnia wysokość metacentryczna).
Stan niestateczny przy małych przechyłach występuje wtedy, gdy metacentrum M znajduje się poniżej środka ciężkości G. W takim przypadku mały przechył może się zwiększać, bo moment ma zwrot wywracający zamiast prostującego. To groźne zwłaszcza przy nieprawidłowym rozkładzie mas lub zbyt wysokim położeniu G.
Środek wyporu B to punkt przyłożenia wypadkowej siły wyporu dla danego zanurzenia. Metacentrum M jest punktem geometrycznym związanym ze zmianą kierunku działania wyporu przy małych przechyłach. W zadaniach o momencie prostującym kluczowa jest relacja M do G, a nie samo położenie B "nad/pod" G.
Na schemacie stateczności dla małych przechyłów szukaj sytuacji, w której punkt M jest wyżej niż punkt G. Taki układ oznacza dodatnią stateczność początkową i moment prostujący po przechyle. Jeśli M jest niżej od G, moment jest wywracający; gdy M i G są na jednym poziomie, stateczność jest bliska zeru.
Nie, GM zależy od warunków załadowania, zanurzenia i rozkładu mas, a także od kształtu kadłuba. Zmiana balastu, przemieszczenie ładunku lub inny poziom wody może zmienić położenie G i cechy hydrostatyczne, co wpływa na położenie M i wartość GM. Dlatego stateczność ocenia się dla konkretnego stanu jednostki.
Balastowanie zwykle obniża środek ciężkości G (dodaje masę nisko w kadłubie) i może poprawiać stateczność początkową. Jeśli G spada, łatwiej spełnić warunek "M nad G", a moment prostujący rośnie. Złe balastowanie (np. wysoki balast lub wolna powierzchnia w zbiornikach) może działać odwrotnie.
W praktyce "przechył" odnosi się do przechyłu poprzecznego (na burtę), który jest bezpośrednio związany z metacentrum poprzecznym i momentem prostującym. "Pochylenie" częściej kojarzy się z ruchem wzdłużnym (na dziób/rufę) i dotyczy innych zagadnień stateczności. W pytaniu chodzi o klasyczny przypadek poprzeczny.
Najczęstsze błędy to: mylenie metacentrum M ze środkiem wyporu B, odwracanie warunku "M nad G", oraz ocenianie rysunku po "intuicji" zamiast po relacji położeń punktów. Pomaga prosta reguła: dla małych przechyłów dodatnia stateczność jest wtedy, gdy M leży wyżej niż G.
info

Statystycznie 49% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Materiały:

  • Podręczniki z teorii okrętu / stateczności statku (rozdziały: hydrostatyka, metacentrum, moment prostujący)
  • Materiały dydaktyczne szkół żeglugi śródlądowej: stateczność i bezpieczeństwo jednostek
  • Zestawy zadań z interpretacji rysunków G-B-M dla małych przechyłów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego