Análisis de Fuerzas

Las fuerzas a las que estar sometido nuestro barco son esencialmente 3, hidrodinámicas, aerodinámicas y gravedad.

Como nuestro barco no tiene una vela o algún elemento que capture el viento, supondremos que las fuerzas aerodinámicas son despreciables.

La fuerza de gravedad ya fue tratada en el análisis de flotación, por lo que solo falta analizar las fuerzas hidrodinámicas.

Las fuerzas hidrodinámicas se pueden descomponer en: arrastre, fuerza de planeamiento y fuerzas de rotación. También se deberían incluir la fuerza de flotación, pero esta ya fue analizada. Las fuerzas de rotación se dividen en tres; pitch, roll y yaw. Como el canal supuestamente tendrá agua estacionaria, estas fuerzas no deberían influir a nuestra embarcación. La fuerza de planeamiento se hace considerable a altas velocidades y para ciertos tipos de cascos, por lo que esta fuerza también la podemos ignorar, quedando solo la fuerza de arrastre.

La fuerza de arrastre esta dada por la ecuación:Donde la A es el area, u la velocidad y Cd el coeficiente de arrastre. Este coeficiente depende de la forma del barco, de la viscosidad y de la velocidad.Donde v es la viscosidad. Como el coeficiente de arrastre depende de la velocidad, para valores bajos de ésta, el coeficiente no variara mucho, por lo que se puede asumir constante.
Realizando un balance de fuerzas, obtenemos lo siguiente.

Donde F de propulsión es la fuerza ejercida por el chorro, Fuerza de arrastre la que se vio más arriba. No se incluye el peso ya que este no influye en la aceleración en el eje de movimiento.