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formschwerpunkt

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Formschwerpunkt

Der Formschwerpunkt eines Körpers, der von einer Flüssigkeit oder einem Gas umgeben ist oder auf einer Flüssigkeit schwimmt, ist der Schwerpunkt der von ihm verdrängten Flüssigkeit/des von ihm verdrängten Gases. Der Formschwerpunkt ist der Punkt, an dem der statische Auftrieb angreift.

Bei einem getauchten U-Boot ist die räumliche Lage des Formschwerpunktes relativ zu dessen Gewichtsschwerpunkt, an dem die Gewichtskraft angreift, entscheidend für die Stabilität, also z.B. ob das U-Boot kentert oder nicht. Der Gewichtsschwerpunkt sollte unterhalb des Formschwerpunktes liegen.

Bei Schiffen oder Booten an der Oberfläche ist das anders. Bei den meisten Schiffen liegt der Gewichtsschwerpunkt erheblich über dem Formschwerpunkt des Unterwasserschiffs, und sie kentern trotzdem nicht. Dies liegt daran, dass der Formschwerpunkt wandert. Die Seite, zu der das Schiff krängt, taucht mehr ein und bildet zusätzlichen Auftrieb, und die gegenüberliegende Seite taucht aus und verliert Auftrieb. Das Schiff verhält sich so, als ob es wie ein Pendel in einem Punkt aufgehängt wäre, den man als Metazentrum bezeichnet. Nur dieses, nicht der Formschwerpunkt, muss oberhalb des Gewichtsschwerpunktes liegen.

Theoretisch ist es insofern möglich, dass ein falsch ballastiertes U-Boot im aufgetauchten Zustand stabil schwimmt und erst dann kentert, wenn es abtaucht.

Die Höhe des Metazentrums über dem Formschwerpunkt hängt vom Flächenträgheitsmoment der Wasserlinie um die Längsachse ab und ist deshalb bei Katamaranen sehr groß.

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