Het slingeren van het schip.

We onderzoeken nu meer in het bijzonder het slingeren, om de gedachten te bepalen; maar onze waarnemingen zijn even goed toepasselijk op het stampen.

Het onderzoek van het slingeren moet eigenlijk in rustig water beginnen. Met een roeiboot is het heel eenvoudigde eigen periode van de slingerbeweging te bepalen: men gaat rechtop in de boot staan, buigt zich afwisselend een weinig naar rechts en naar links, voelt gemakkelijk in welk tempo men dit doen moet om de beweging te versterken, en bepaalt de duur van een twintigtal slingeringen. Hieruit volgt dan de duur van één enkele slingering. Bij een schip laat men de hele bemanning op kommando

tegelijk van de ene zijde van het dek naar de andere rennen, en dan weer terug, en dan nog eens: ik heb het nooit geprobeerd, 't moet een grappige vertoning zijn!1)

Het is interessant na te gaan hoe de slingertijd van de amplitude afhangt. Al naar gelang van de vorm van de kiel zal hij bij toenemende amplitude toe- of afnemen.2)

Een zeer kenmerkende eigenschap van een schip is de wijze waarop een slingering uitdempt. Men brengt het schip aan het slingeren, en bepaalt de reeks achtereenvolgende uitwijkingen, door nauwkeurig opnemen van de horizonlijn (§ 68). Noem die hellingenφ₁, φ₂,φ₃.... en hun verschillen Δφ₁₂, Δφ₂₃, .... Meestal is Δφ = A + Bφ2; de coëfficiënten A en B zijn kenmerkend voor elk schip. Ongelukkig is zulk een proef op een roeibootje weinig nauwkeurig, en op een groter schip voor een passagier niet uitvoerbaar.

De periode voor het stampen is meestal slechts de helft van die voor het slingeren, daar het terugdrijvende koppel zoveel groter is.

De vraag is nu wat er gebeurt als een boot of schip in volle zee komen, waar de golven er onregelmatig tegen beuken: er is dus nu ‘een uitwendige kracht die op een stelsel met eigen trillingstijd inwerkt.’ - Als de golven streng periodiek aan kwamen deinen, zou de invloed van de eigen trillingstijd van het schip weldra verdwijnen, en het zou uitsluitend in het tempo van de golfslag slingeren; hoe meer deze periode in de buurt ligt van zijn eigen trillingstijd, hoe groter de amplitude waarmee het schip slingert. Stel u nu echter voor dat de golvenslechts één enkele stoot geven, dan een tijd lang niets, dan weer een stoot, enz. telkens met onregelmatige tussenruimten; het is duidelijk dat het schip dan telkens zal uittrillen met zijn eigen trillingstijd. In werkelijkheid geldteen tussengeval, want de golven komen op de meest onverwachte en grillige wijze aangestormd. Meestal kan men wel groepjes van 3 of 4 duidelijke slingeringen onderscheiden, waarvan men de duur bepalen kan, dan ineens volgt een ogenblik van twijfel en verwarring, en dan schommelt het schip weer even regelmatig; bij zeer verschillend weer, in verschillende oceanen (dus bij verschillend lange deining), altijd vindt u ongeveer dezelfde slingertijd. Blijkbaar is dat wel de eigen periode van het schip; groepjes golven die met een andere periode komen aanzetten geven het schip slechts

1) Over de invloed van het omringende water, dat mee in beweging komt, op de trillingstijd: zie Ingen. Arch.

4, 103, 1933.

een zeer geringe beweging. In het algemeen is de eigen slingering van het schip langzamer dan de periode der golven. Als het echter met wind en deining mee vaart, wordt de periode waarin de deiningsgolven het bereiken zoveel vergroot, dat het schip soms in resonantie komt en sterk gaat slingeren.

De eigenaardigheden der slingerbeweging zijn bij elk schip weer anders, al naar gelang van de vorm van de kiel, de verdeling der massa's, de bemasting, enz. Er zijn in dit opzicht evenmin twee gelijke schepen als men ooit twee mensen met gelijk karakter ontmoet. Onbewust beoordeelt de zeeman meer het geheel dan de afzonderlijke elementen. - Let echter toch op de volgende kenmerken:

hoe groot is de amplitude der maximale slingerbeweging bij zwaar weer?

hoe groot is de amplitude der gemiddelde slingerbeweging in normale omstandigheden? hoe lang is de periode der slingerbeweging?

is de terugkeer tot de evenwichtsstand abnormaal snel vergeleken met de tijd die nodig was voor de uitwijking?

doet een windvlaag het schip sterk overhellen? (vooral van belang bij een zeilschip). Is het schip ‘rank’ of ‘stijf’?

De meting vande absolute slingerbeweging door het turen naar de gezichteinder is in § 68 uiteengezet. We zullen nu een toestelletje beschrijven omde relatieve slingerbeweging te onderzoeken: dit is de slingerbeweging van het schip ten opzichte van het wateroppervlak waarop het op elk gegeven ogenblik drijft. Wanneer het zich dus op de schuine helling van een golf bevindt en zich intijds onder dezelfde helling instelt, is er geen relatieve

slingerbeweging; maar als het dat tengevolge van zijn traagheid niet intijds doet, of in andere gevallen nog meer helt dan de golf zelf, dan is die relatieve slingerbeweging er wel. Ons toestelletje is nu eenvoudig een zeer korte slinger, tenminste 10 maal sneller slingerend dan de golven, dus b.v. een slinger van 10 cm, die in ongeveer 0,6 sec heen en weer gaat. Hij moet zo dicht mogelijk bij de draaiingsas van het schip opgehangen zijn. Een dergelijke slinger geeft voortdurend de resultante aan van de zwaartekracht en van de

traagheidskrachten die door de translatiebeweging van het schip ontstaan (versnellingen, vertragingen). Maar juist loodrecht op diezelfde resultante staat het oppervlak der watergolf: de kleine slinger geeft dus de richting aan van de normaal op de golf. Heeft men, toen het schip in rust was, de stand van de kleine slinger door een

merkteken aangegeven, dan zal de relatieve slingerbeweging zich documenteren door een afwijking van het slingertje.

Als de eigen slingertijd van het schip kleiner is dan √2 maal de periode van de golven, slingert het schip met grotere hellingen dan die van de golven; is zijn slingertijd groter, dan krijgt het kleinere hellingen. In het eerste geval gaat het door de vertikale standvóór de golfberg of golfdal het bereikt, in het tweede geval gaat hetdaarna door die stand.

Met een heel lange slinger zou men de absolute slingerbeweging kunnen meten; hetzelfde dus, wat wij reeds in § 68 door waarneming van de kim hadden bereikt. Een slinger die een slingertijd van 60 sekunden heeft, is bijvoorbeeld al zo langzaam dat de golven hem niet in beweging brengen, en hij dus altijd de ware loodlijn aanwijst. Maar zulk een slinger is niet met eenvoudige middelen te verwezenlijken.