부력과 복원성

[부력] 배가 가라앉지 않고 물 위에 떠 있는 것은 배가 밀어낸 물의 무게와 같은 부력이 위쪽으로 작용하기 때문이다. 부력이 작용하는 점은 밀어낸 물의 중심과 같은 점으로서, 이것을 부심(浮心. 부력 중심)이라고 한다.

[복원성] 배가 똑바른 자세에서 작은 각도로 기울어졌을 때, 부력의 작용선과 배의 중심선과의 교차점을 메타센터라고 한다. 메타센터가 무게중심보다 높은 위치에 있을수록 원래 상태로 되돌아가려는 복원력이 커지며, 반대로 무게중심보다 낮으면 점점 더 기울어진다. 기울어진 배가 원래대로 되돌아가려는 성질을 복원성이라고 하며, 배의 폭이 넓을수록 이 폭이 커진다.
[메타센터] 물 위에 똑바로 떠 있는 물체를 조금 기울였을 때의 부력의 작용선이 원래의 평형 위치에서의 부력의 작용선과 만나는 점으로, 경심이라고도 말한다. 기울기의 중심이 무게중심보다 위에 있으면 물체의 균형은 안정하고, 밑에 있으면 불안정하게 된다. 이것은 배의 안정성에 직접 관계되는 중요한 문제이다. 배가 물 위에 똑바로 떠 있을 경우, 무게중심과 부력 중심은 동일 연직선상에 있다. 그러나 배가 기울었을 때 물 아래에 있는 부분은 모양이 변하므로 부력 중심이 이동한다.