La barca è un sistema asimmetrico: l'albero , il sartiame e lo strallo, magari con un fiocco avvolto, fanno resistenza all'aria.
Tutta questa parte resistente all'aria si trova, in una barca moderna, davanti al centro di gravità della barca.
Tutta questa parte resistente all'aria si trova, in una barca moderna, davanti al centro di gravità della barca.
Supponiamo adesso che il vento cambi direzione spirando da sinistra.
Il vento, cambiando di direzione, spinge quindi sulla barca, vedi A, che tende a spostarsi lateralmente, ma questo movimento è impedito dal timone, largo e profondo, che fa da resistenza allo spostamento. Ne risulta che la barca è sottoposta a due forze : una che la spinge lateralmente e che fa forza sul davanti, una che resiste allo spostamento laterale ma che fa forza sul dietro. Ne nasce un un momento orario, vedi B, che tende a far ruotare la barca in senso orario, mentre la barca si sposta lateralmente ruotando attorno al punto di ormeggio. La rotazione oraria (poggiata) della barca fa si che essa presenti il fianco al vento, per cui la spinta del vento sulla barca aumenta.
Ecco la condizione di instabilità: un leggero cambiamento delle forze che agiscono sul sistema fanno aumentare le forze che tendono a distruggerne l'equilibrio.
La barca quindi ruota in senso orario (poggia), si sposta verso la sua dritta ruotando attorno al punto di ormeggio, fino a che la cima di ormeggio si troverà in linea con il vento e, se il vento continuerà a spirare in modo costante, porterà la barca in un nuovo punto di equilibrio con prua al vento, vedi C.
Si può intuire che questo movimento è abbastanza violento in quanto la forza disturbante, il cambiamento di direzione del vento, crea subito sforzi crescenti sulla barca, fino a che non si trova con la cima nella direzione del vento e allora la spinta del vento tende a portare la barca allineata al vento e gli sforzi si riducono.
Poiché i venti reali non sono costanti, si può capire che queste variazioni di direzione del vento creino violente oscillazioni della barca attorno al suo centro di gravità e attorno al punto di ormeggio.
Nel caso in cui la barca fosse ormeggiata di poppa la situazione si inverte.
Una deviazione della direzione del vento e la relativa resistenza del timone creano un momento che tende a far ruotare la barca in senso antiorario (orza), vedi A. Quindi la barca tende a mostrare meno fianco al vento e gli sforzi tendono a diminuire. La barca si sposterà verso la nuova direzione di equilibrio di poppa al nuovo vento dolcemente, vedi B e sino a trovare il nuovo equilibrio, vedi C.Perchè una cosa così semplice da capire da un punto di vista di analisi delle forze, non è stato notato in precedenza, eppure da centinaia di anni la barche ormeggiano di prua ed è difficile che i vecchi marinai si sbagliassero.
La risposta sta nel fatto che le barche classiche avevano alberi e manovre fisse meno concentrate davanti, il timone non era sporgente e creava poca resistenza allo spostamento, la chiglia era lunga e continua, per cui le forze agenti sulla barca non tendevano a creare momenti instabili.
Fonte: http://www.accademiavelica.it/