Spławik i jego czułość

  • Utworzono

Wykład o fizyce spławika i jego zachowaniu się w wodzie. Przydatna rzecz dla wszystkich spławikowców!

W wędkarstwie stosowanych jest bardzo dużo różnych typów spławików. Mają one różne kształty, długości, wyporności, kile, antenki, itp. Poszczególne rodzaje i odmiany przeznaczone są do specyficznych form łowienia. Mimo różnorodności, wspólną cechą wszystkich spławików są fizyczne podstawy ich działania. Zasadniczą funkcją spławika jest sygnalizowanie kontaktów ryby z przynętą i w oparciu o to podjęcie decyzji przez wędkarza o wykonaniu zacięcia.

Czułość sygnalizacji zależy od średnicy antenki spławika, wyporności spławika oraz sposobu jego wyważenia. Celem tego artykułu jest omówienie podstaw fizycznych działania spławika oraz spraw związanych z jego czułością.

 

Podstawy teoretyczne

Aby zrozumieć jak działa spławik, trzeba przypomnieć sobie podstawowe prawa fizyki związane z pływaniem ciał na powierzchni cieczy. Podstawowym pojęciem jest tutaj gęstość ciała. Aby jakiś przedmiot rzucony na powierzchnię wody pływał, to musi być spełniony warunek, aby jego gęstość była mniejsza niż gęstość wody. Gęstość ρ danego ciała (przedmiotu) o jego dowolnym kształcie obliczamy ze wzoru:

                                   ρ = m/V,

gdzie m jest masą ciała , a V jego całkowitą objętością.
Przy czym nie ma znaczenia to czy dane ciało jest jednorodne, tj. wykonane z tego samego materiału, czy składa się z różnych elementów wykonanych z różnych materiałów pływających lub niepływających samodzielnie; ważna jest średnia gęstość całej objętości.

Gęstość słodkiej wody wynosi ok. 1 g/cm3. Gęstości materiałów korpusów spławików wynoszą ok. 0,25 g/cm3 dla korka i od 0,08 do 0,18 g/cm3 dla balsy.

Wszystkie ciała, których gęstość jest większa od 1g/cm3 będą tonęły w wodzie słodkiej. Pozostałe ciała będą pływały przy czym pewna część ich objętości znajdzie się pod wodą, a pozostała nad wodą. Opierając się na prawie Archimedesa, można wykazać, że pod wodą znajdzie się dokładnie część objętości całego ciała równa liczbowo jego średniej gęstości wyrażonej w g/cm3.

 

                           korek

          Rys. 1. Korek na wodzie

 

W przypadku nieobciążonego korka jego 0,25 część objętości, czyli 25% znajdzie się pod wodą (Rys. 1), dla balsy najwyższej jakości może to być zaledwie 8%.

 

Wyporność spławika

Wyporność jest miarą siły, jaka działa ku powierzchni na zanurzone w wodzie ciało i jest liczbowo równa masie wody wypartej przez to ciało. Masa wypartej wody jest równa objętości części zanurzonej ciała razy gęstość wody (1 g/cm3) i ostatecznie więc wyporność wyrażona w gramach [g] jest równa objętości części zanurzonej wyrażonej w [cm3].

 

  • Wyporność całkowita spławika

w gramach jest równa objętości całego spławika wyrażonej w cm3.

Wyporność całkowita [g] = objętość całkowita [cm3]

 

  • Wyporność na własne potrzeby

w gramach [g] jest równa objętości w [cm3] części spławika bez dodatkowych elementów zewnętrznych, która znajduje się pod wodą. Jest jednocześnie równa masie całego spławika w [g]. Ta część wyporności spławika zużyta jest na „potrzeby własne” i ona równoważy cały jego ciężar, utrzymując spławik na powierzchni wody. Spławiki mają różną budowę, mogą mieć różne atenki, kile oraz własne nieregulowane wbudowane obciążenie wstępne. W zależności od tego ich średnia gęstość może zawierać się w dużym zakresie wartości od porównywalnych z balsą do rzędu 0,8 (przy spławikach wstępnie obciążonych) lub więcej g/cm3. Taka część równa gęstości średniej spławika znajdzie się pod wodą. Im gęstość zasadniczego materiału spławika jest większa i im więcej w swej konstrukcji zawiera materiałów niepływających, tym wyporność konieczna na własne potrzeby będzie większa. Spławiki o małych wypornościach z uwagi na większy procentowy udział materiałów cięższych mają średnie gęstości większe niż spławiki wyporniejsze. Dla wędkarza ta część wyporności jest stracona.

Wyporność na potrzeby własne [g] = masa spławika [g] = objętość części zanurzonej [cm3]

 

  • Wyporność użytkowa spławika

Jest objętością [cm3] części (swobodnie pływającego spławika) znajdującej się nad wodą. Wyporność użytkowa w [g] jest równa liczbowo objętości w [cm3] części nad wodą.

            Wyporność użytkowa [g] = objętość części nad wodą [cm3]

Należy podkreślić, że wyporność użytkowa spławika zależy tylko i wyłącznie od objętości części spławika znajdującej się nad wodą i nie zależy od materiału jaki ma podlegać zanurzeniu. Nie ma żadnego znaczenia czy część nad wodą jest z materiału pływającego, czy też z materiału niepływającego, liczy się tylko objętość.

Reasumując: wyporność całkowita spławika jest sumą wyporności na potrzeby własne spławika i wyporności użytkowej, czyli :

wyporność użytkowa w [g] = wyporność całkowita w [cm3] – masa spławika w [g]

Spławik będzie pływał, jeśli wynik tego odejmowania będzie dodatni, co jest równoznaczne z gęstością średnią mniejszą od 1 g/cm3. Jeśli wynik odejmowania będzie ujemny, to spławik zatonie.

W przypadku spławików z regulowanym obciążeniem wstępnym lub z regulowaną wypornością całkowitą można zmieniać aktualną wyporność użytkową.

Ołów zanurzony w wodzie, jak każde ciało, traci na ciężarze tyle, ile waży wyparta przez niego woda. W związku z tym, przyjmując gęstość ołowiu równą 11,34 g/cm3, można obliczyć (11,34/(11,34-1)), że aby zrównoważył on konkretną wyporność spławika, musi mieć masę 1,097 razy większą do uzupełnienia utraty wagi w wodzie. W dalszej części artykułu określenie wyporność spławika będzie oznaczała tak właśnie określoną masę koniecznego obciążenia z zastrzeżeniem, że obejmuje ona całą wyporność użytkową, czyli całą objętość spławika nad wodą.

Producenci podają na swoich spławikach wyporność w gramach [g] rozumianą jako konieczne dodatkowe obciążenie ołowiem spławika, aby zanurzyć go do określonego miejsca, najczęściej do podstawy antenki.  

 

Wyważenie spławika

Wyważając spławik, czyli dodając obciążenie ołowiem równoważące jego wyporność użytkową za wyjątkiem części lub całości antenki wystającej nad wodę, powodujemy, że spławik znajduje się w pewnym stanie równowagi. Jego cały ciężar jest równoważony przez wyporność na „potrzeby własne”, a wyporność użytkową bez antenki równoważy dodatkowe obciążenie. W tym stanie równowagi, aby zatopić do końca resztę wystającej nad wodę antenki, jest potrzebna tylko niewielka siła ryby o wartości równej objętości tej części antenki. Bez wyważenia spławika nad korpus siła ta byłaby wielokrotnie większa o wyporność wystającej części korpusu.

Rys. 2 przedstawia przykładowo wyważony spławik. Ołów w postaci obciążenia m1 na żyłce o masie równej wyporności użytkowej spławika powoduje jego zanurzenie do podstawy antenki. Śrucina sygnalizacyjna powoduje dodatkowe zanurzenie o odcinek a2 antenki. Śrucina ta ma masę m2 [g] o wartości:                  

                        m2 = v2*1,097                       gdzie v2 [cm3] jest objętością odcinka a2

Nad wodę wystaje część antenki o długości a1. Aby spławik zatopić całkowicie, tj. do końca jego antenki, należy dołożyć jeszcze na żyłce śrucinę o masie m3 lub ryba musi zadziałać w dół siłą odpowiadającą liczbowo objętości części antenki v1.    

                        m3= v1*1,097                                    gdzie v1 [cm3] jest objętością odcinka a1 antenki     

Podniesienie śruciny sygnalizacyjnej m2 spowoduje wypłynięcie spławika do pozycji, w której cała antenka jest nad powierzchnią wody. Siła wynosząca spławik do góry po uniesieniu śruciny m2 jest zmienna w trakcie jego wynoszenia od wartości wynikającej z wyporności odcinka a2 antenki do zera przy jego wypłynięciu do podstawy antenki. Siła ta pokonuje opory wody wynikające z ruchu spławika do góry. Im wyporność odcinka a2 będzie większa, a wymiary spławika mniejsze, tym prędkość wypływania spławika będzie większa. Praktycznie przy stosowanych antenkach w spławikach prędkość wypływania jest wystarczająca. Śrucina sygnalizacyjna powinna mieć minimalną masę w stosunku do zadania, które ma zrealizować. Zadaniem śruciny jest spowodowanie wynurzenia antenki spławika o wymaganą świadomie przez nas długość, którą jesteśmy w stanie dobrze zauważyć podczas brania podnoszonego. Im wymagana długość większa i większa średnica atenki przeznaczonej do wynurzenia, tym masa m2 większa. Masa śruciny nie zależy od wyporności spławika ani od materiału z którego wykonana jest antenka, ale wyłącznie od objętości przeznaczonej do wynurzenia części atenki.

Może się jednak zdarzyć przy spławiku o dużej wyporności i o cienkiej antence, że prędkość wpływania antenki nad powierzchnię wody przy podniesieniu minimalnej masy śruciny sygnalizacyjnej będzie dla wędkarza niewystarczająca. Można wtedy przy tym samym wyważeniu końcowym spławika zwiększyć masę śruciny m2 (oczywiście odpowiednio redukując masę m1), zwiększając tym samym pośrednio siłę wynoszącą spławik do góry.

Tak więc zwiększanie masy śruciny sygnalizacyjnej powoduje zwiększanie prędkości wynurzania się antenki.

 

                                  

             Rys. 2. Wyważony spławik

     

Czułość antenki

Przez czułość antenki, ale i całego zestawu, rozumie się zdolność do zasygnalizowania kontaktu ryby z przynętą. Nie jest to jeszcze najczęściej branie, ale sytuacja kiedy ryba nie odpływa, tylko próbuje przynętę, powodując niewielkie ruchy spławika.

  • Czułość jednostkowa

Taką czułość możemy zdefiniować jako potrzebne dodatkowe statyczne obciążenie spławika w stosunku do aktualnego stanu jego zanurzenia, aby nastąpił przyrost lub zmniejszenie zanurzenia antenki o jeden centymetr jej długości. Im mniejsze konieczne obciążenie, tym czułość większa.

Właśnie czułość jednostkowa antenki, a nie czułość całej antenki decyduje o tym jak zareaguje spławik na delikatny kontakt z rybą.

Aby spowodować większy przyrost zanurzenia niż jednostkowy, trzeba obciążyć spławik proporcjonalnie do tego przyrostu. Podobnie będzie w przypadku kiedy antenka jest już zanurzona i chcemy, aby wynurzyła się o określony odcinek. Konieczne zdjęcie obciążenia będzie proporcjonalne do czułości jednostkowej i długości odcinka antenki, który ma się wynurzyć.

Czułość jednostkowa jest zależna wyłącznie od objętości jednego centymetra antenki, a ta od kwadratu aktualnej średnicy antenki mającej się zanurzyć lub wynurzyć.

Ostatecznie więc czułość ta zależy od średnicy antenki. Im średnica mniejsza, tym czułość większa.

Czułość nie zależy, jak to wynika z wcześniejszych rozważań, w żaden sposób od materiału, z którego antenka jest wykonana. Antenka może być ze stali lub z pustej rurki i jeśli ma taką samą średnicę, będzie miała taką samą czułość jednostkową.

Czułość jednostkowa na zanurzenie może być inna niż na wynurzenie. Także czułość na zanurzenie może być różna w różnych miejscach antenki. Zależy to od kształtu antenki i od miejsca w którym antenka jest aktualnie wyważona lub zanurzona. Wstępnym wyważeniem spławika o różnej średnicy antenki można sobie wybrać różną czułość jednostkową na zanurzenie i wynurzenie. Na Rys. 3 pokazane są trzy różne wyważenia tego samego spławika o dwóch średnicach antenki, cienkiej i zgrubienia na końcu, w stosunku jak 1 do 4. W pozycji a) czułości na wynurzenie i zanurzenie są takie same, w pozycji b) czułość na zanurzenie jest 16 razy mniejsza niż na wynurzanie, w pozycji c) czułość na wynurzanie jest 16 razy mniejsza niż na zanurzanie, ponieważ średnica korpus spławika też jest 4 razy większa niż średnica części cienkiej antenki.

 

                        

Rys. 3. Wyważenia spławika z różnymi czułościami jednostkowymi antenki

 

Pozycja c) jest niepraktyczna dla sygnalizacji brań podnoszonych, ponieważ śrucina sygnalizacyjna musiałaby uwzględniać korpus spławika i byłaby 16 razy większa niż dla pozycji a) i b).

Przy spławikach ze zgrubieniem antenki na jej końcu takim jak z Rys. 3 wędkarze najczęściej wyważają je wstępnie do podstawy górnego zgrubienia - pozycja b). Jeśli zależy nam na dużej czułości przy zatapianiu i część cienka antenki jest dostatecznie długa, to lepiej jest wyważyć spławik na części cienkiej w takiej odległości od górnego zgrubienia, która gwarantuje nam zauważenie przytopienia tego odcinka z odległości łowienia. Poprawimy w ten sposób czułość jednostkową antenki na zanurzenie z tego przykładu 16 razy i nasz zestaw zareaguje tym samym na wielokrotnie mniejsze siły działania ryby. Poprawa czułości nastąpi oczywiście tylko w zakresie zanurzenia antenki do zgrubienia. Wyważając tak spławik zwiększymy jednak siłę potrzebną do zatopienia całej antenki, ale ten wzrost będzie bardzo mały. Jeśli wyważymy przykładowo spławik do 2 cm poniżej zgrubienia, to przyrost potrzebnej siły do zatopienia całej antenki będzie w naszym przykładzie odpowiadał zatopieniu odcinka części grubej o 1,25 mm.

W przytoczonej poniżej tabeli podane są w przeliczeniu na masę ołowiu czułości jednostkowe antenek dla słodkiej wody w zależności od ich średnicy.

 

Średnica [mm]

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

Czułość [g]

0,006

0,009

0,012

0,017

0,022

0,028

0.034

0,042

0,050

 

Średnica [mm]

2,6

2,8

3,0

3,2

3,4

3,6

3,8

4,0

4,2

Czułość [g]

0,058

0.068

0,078

0,088

0,100

0,112

0,124

0,138

0,152

 

Średnica [mm]

4,4

4,6

4,8

5,0

5,2

5,4

Czułość [g]

0,167

0,182

0,198

0,215

0,233

0,251

 

Przykładowo, mając antenkę o średnicy 2,8 mm, chcemy, aby wynurzała się ona przy braniach podnoszonych przynajmniej o 2 cm. Z tabelki odczytujemy czułość jednostkową równą 0,068, mnożymy razy 2 i otrzymujemy 0,136 g, co zapewnia z zapasem śrucina sygnalizacyjna nr 5.

Czułość jednostkowa jest warunkiem koniecznym decydującym o czułości całego spławika przy kontakcie ryby z przynętą. Jak widać z tabelki, przy małych średnicach antenek wystarczą niewielkie masy obciążeń lub siły działania ryby, aby antenka to pokazała. Nawet bardzo delikatne kontakty ryby z przynętą mogą być sygnalizowane drobnymi zmianami w zanurzeniu pod warunkiem, że czułość jednostkowa jest duża. Jeśli będziemy mieć antenki o stosunku średnicy do wzorcowej jak 2, 3, 4, 5 to ich czułość będzie odpowiednio 4 , 9, 16, 25 razy mniejsza od antenki wzorcowej i tyle razy większą siłą musi działać ryba aby antenki zanurzyć o taką samą długość jak wzorcową..

Należy zauważyć, że czułość antenki na zanurzenie w pokazywaniu drobnych kontaktów z rybą jest jednoznaczna przy łowieniu w toni. Jeśli przynęta leży na dnie, to czułość antenki na zanurzenia przy delikatnych kontaktach ryby będzie wyeliminowana lub ograniczona w zależności od stopnia przegruntowania i ułożenia się przynęty na dnie w stosunku do śruciny sygnalizacyjnej. Szybkość reakcji natomiast na brania podnoszone (wynurzanie) w tym przypadku wzrośnie, jako że odległość pomiędzy przynętą a śruciną sygnalizacyjną będzie mniejsza.

 

  • Czułość całej antenki,

czyli jej wyporność jest iloczynem czułości jednostkowej i długości antenki znajdującej się nad wodą wyważonego spławika. Jeśli antenka nad wodą ma odcinki różnych średnic, to jej wyporność całkowita będzie sumą wyporności poszczególnych odcinków. Wyporność całkowita decyduje o tym jaka musi być masa śrucin lub z jaką siłą musi działać ryba na zestaw, aby utrzymać go w stanie statycznym po zanurzeniu całej antenki spławika. Czułość całej antenki nie decyduje o początkowej reakcji spławika na określone działanie ryby. Przy takich samych spławikach i równych wypornościach całych antenek, ale o różnej ich długości i średnicy, czulszym zestawem będzie ten z cieńszą antenką, natomiast czas zanurzenia się antenki grubszej będzie mniejszy. W dalszej części artykułu jest zamieszczony wykres takiego porównania.

Niektórzy zadają sobie teoretyczne pytanie o jak dużej wyporności może być spławik wyposażony w  antenkę o zadanej czułości.

Ograniczeniem w tym zakresie może być chociażby niestabilność termiczna. Przykładowo wyważony (jeśli byłoby to praktycznie możliwe) „spławik” o wyporności 10 kg z antenką o średnicy 2 mm i długości 2,5 cm z pewnością zatonie przy wzroście temperatury wody np. z 19,000 stopni do 19,005 stopnia na skutek obniżenia gęstości wody. Gdyby "spławik" miał wyporność 100 kg, to zatonąłby przy wzroście temperatury o 0,005 st., itd.
 

  • Problemy z cienkimi antenkami

Stosowanie bardzo cienkich antenek w spławikach o małych wypornościach rodzi problemy z ich wyważaniem, szczególnie jeśli chcemy to zrobić na części jej długości. Wynika to z różnic w wadze przynęty wpływających na zmianę w zanurzeniu antenki. Należy takie spławiki wyważać razem z przynętą i stosować w czasie łowienia przynęty o tej samej wadze.

Przy antence o średnicach rzędu 1 mm pojawiają się kłopoty spowodowane siłami napięcia powierzchniowego działającymi na nią jak mikro imadło i fałszujące wskazania spławika.  Siły napięcia powierzchniowego zależą od temperatury, zanieczyszczenia wody i przede wszystkim od rodzaju oraz czystości powierzchni antenki i przy tym samym spławiku raz mogą się ujawniać, a innym razem nie.. Powodują one możliwość trwania zanurzenia antenki w położeniu innym niż wyważone i mogą ujawnić się na nieruchomej wodzie Na Rys. 4 pokazany jest spławik z takim zjawiskiem.

           

          

Rys. 4. Efekty działania sił napięcia powierzchniowego

W pozycji a) na tym rysunku pokazane jest położenie spławika wyważonego prawidłowo do punktu O. Odcinki OA i OB są równe, a wyporność każdego jest równa sile napięcia powierzchniowego. Jeśli na takim spławiku wymusimy zewnętrznie, np. palcami, inne zanurzenie w zakresie odcinka AB, to spławik pozostaje w takim położeniu. Możliwe skrajne położenia antenki spławika ilustrują dwie dalsze pozycje na rysunku. Takie zachowanie się spławika wynika z faktu, że wyporności odcinków OA i OB są mniejsze od siły napięcia powierzchniowego działającej na antenkę. Spławik ma więc swego rodzaju pamięć oraz strefę nieczułości w zakresie odcinka AB, w której to będąc nie zareaguje na zmiany w jego obciążeniu. W pozycji b) z rysunku, aby ruszyć dalej antenkę w kierunku zanurzenia wystarczy siła minimalna, ale żeby osiągnąć punkt O potrzeba siły równej wyporności odcinka OB mimo, że spławik jest wyważony do punktu O. W pozycji c) potrzebna jest przynajmniej siła równa wyporności odcinka AB, aby przekroczyć punkt A w górę. Nie będzie działać także dobrze wynurzanie. Generalnie antenka traci na czułości i cały spławik fałszuje informacje o delikatnych kontaktach ryby. W praktyce odcinek AB będzie tym dłuższy im cieńsza jest antenka. Przy antence 0,7 mm długość tego odcinka może wynosić kilka centymetrów.

Należy podkreślić, że siły napięcia powierzchniowego rosną wraz ze średnicą antenki, ale ich efekty działania w postaci strefy nieczułości przy dużych średnicach są mało widoczne z powodu małej czułości jednostkowej antenki.

Siły napięcia powierzchniowego można praktycznie wyeliminować, odtłuszczając antenkę i spławik płynem do mycia naczyń. Po zabiegu odtłuszczenia nie należy chwytać jej palcami, aby ponownie nie natłuścić.

 

  • Inne problemy z antenkami

Przy antenkach takich jak na Rys. 3, kiedy część pomiędzy korpusem spławika a jego zgrubieniem na górze jest krótka i cienka (rząd 1 mm), może oprócz efektu opisanego wyżej dojść do „przyklejania” się dolnej powierzchni górnego zgrubienia lub powierzchni korpusu do wody. Spławik jest wyważony np. do połowy cienkiej części antenki. Mimo, że odcinek strefy nieczułości związany z napięciem powierzchniowym tak wyważonego spławika nie obejmuje tych powierzchni, to po zarzuceniu zestawu spławik pozostaje zanurzony do części górnej lub po wynurzeniu do powierzchni korpusu spowodowanym przez rybę pozostaje w tej pozycji mimo jej odpłynięcia. Jest to spowodowane również siłami napięcia powierzchniowego wody ale występującymi dodatkowo przy powierzchniach zgrubień spławika, które to siły są większe niż dla cienkiej części antenki. Przeciwdziałanie takiemu efektowi w tego typu spławikach polega na wyważeniu spławika do części nieco powyżej górnego zgrubienia (nie będzie zysku większej czułości cienkiej części antenki) i dobranie śruciny sygnalizacyjnej, tak aby jej poniesienie obejmowało wynurzenie niewielkiej części korpusu.

Chcąc w spławiku o takiej tendencji do przyklejania się zachować możliwość bezpiecznego wyważania na odcinku cienkim antenki należałoby zwiększyć nieco średnicę tej części, lub/i zwiększyć jego długość oraz zmienić kształt powierzchni zgrubień.

 

  • Przesąd o antenkach metalowych

Z cienkimi antenkami metalowymi w spławikach o małych wypornościach rzędu 1 g i mniej wiąże się też dość szeroko rozpowszechnione przekonanie funkcjonujące w środowisku wędkarskim, głoszone w wielu publikacjach, wypowiedziach i filmach. Mianowicie twierdzi się, że spławiki z antenkami metalowymi są czulsze, bo metal nie pływa i w związku z tym nie potrzeba siły, aby taką antenkę zanurzyć. Prawdopodobnie na utwierdzanie się w przekonaniu o tym dla wielu wędkarzy miało opisane wyżej zjawisko napięcia powierzchniowego. Antenki metalowe są cienkie i przy wyważaniu możliwość dowolnego w pewnym zakresie ręcznego ustawienia stopnia ich zanurzenia i pozostania w tej pozycji uznawano za potwierdzenie teorii większej czułości.

Jak wynika z powyższych rozważań większa czułość spławików z antenką metalową jest nieprawdą. Jest wręcz odwrotnie, tj. spławik z antenką metalową o takiej samej wyporności użytkowej i o tych samych wymiarach antenki jest mniej czuły, ponieważ musi być większy i cięższy niż tradycyjny z powodu większej wagi antenki. Z nieodtłuszczoną antenką ma też dodatkowo wszystkie wady cienkich antenek opisane wyżej.

 

Czułość zestawu

Duża czułość jednostkowa antenki jest warunkiem koniecznym na dużą czułość zestawu, tj. spławika i jego obciążenia, ale nie warunkiem dostatecznym. Aby antenkę w spławiku z zestawem zanurzyć o określoną długość, potrzeba przyrostu masy obciążenia lub siły zewnętrznej wynikających z jej czułości. Nic w przyrodzie nie dzieje się bezzwłocznie więc taka siła musi działać przez pewien czas.

Z praw fizyki wynika, że droga przebyta (zanurzenie antenki) przez jakieś ciało, na które działa stała siła, zależy od przyspieszenia i kwadratu czasu. Przyspieszenie natomiast jest proporcjonalne do siły i odwrotnie proporcjonalne do masy ciała czyli jego bezwładności.

Elementami ograniczającymi więc czułość zestawu jest masa obciążenia wraz z masą spławika powodujące, że przy małych siłach i małych czasach kontaktu ryby z przynętą zestaw nie zdąży się rozpędzić i pokonać odcinka, który mógłby być zauważony w postaci przynurzenia antenki. Dodatkowym czynnikiem ograniczającym jest powierzchnia tych elementów wraz z żyłką powodująca opór podczas ruchu.

Na masę zestawu składa się masa obciążenia liczbowo równa wyporności użytkowej spławika oraz masa spławika, wynosząca od ok. 0,9 tej wyporności dla spławików małych (rząd 1 g) do ok. 0,4 dla spławików większych.

Generalnie sposób brania ryby sprowadza się do trzech przypadków:

  1. niejednoznacznego, kiedy ryba próbuje przynętę i nie wiemy czy zacinać, czy jeszcze czekać,
  2. brania podnoszonego, w którym czułość określona jest śruciną sygnalizacyjną,
  3. odpływania lub całkowitego zanurzenia spławika bez widocznego próbowania przynęty.

Czułość zestawu należałoby w związku z tym rozpatrywać w dwóch aspektach:

  1. podczas próbowania przynęty przez rybę,
  2. wrażliwości ryby na parametry zestawu podczas jej ucieczki.

 

  • Czułość podczas próbowania przynęty przez rybę.

W tym miejscu interesują nas takie brania, w których ryby ostrożnie podchodzą do przynęty, próbują ją i robią to głównie w toni.  

Chcielibyśmy wiedzieć jaki wpływ na czułość zestawu mają poszczególne jego elementy, a szczególnie wyporność spławika oraz związane z wypornością obciążenie ołowiem i jak te parametry ograniczają czułość antenki. Oczywiście dokładne teoretyczne odwzorowanie tego co się dzieję kiedy ryba próbuje przynętę jest niemożliwe i niepotrzebne ale można założyć sobie uproszczenie, chcąc zrobić analizę i użyć jakiegoś modelu mogącego w reprezentatywny sposób pokazać co się dzieje. Wyniki takiej analizy chociaż uśrednione będą wiarygodne do porównania jakie są różnice w zachowaniu się zestawu pod względem czułości przy różnych wypornościach spławików.

Bez takiej analizy intuicyjnie i z doświadczenia wiemy, że aby mieć dużą czułość zestawu na małe ryby, trzeba stosować mało wyporne spławiki i cienkie w nich antenki. Nie potrafimy natomiast ocenić obiektywnie skali różnicy pomiędzy poszczególnymi zestawami.

Podczas łowienia bardzo często obserwujemy bardzo delikatne ruchy, które odwzorowuje antenka podczas kontaktu ryby z przynętą. Świadczy to o bardzo małych siłach działania ryby, małych przemieszczeniach oraz o ograniczeniach czasowych poszczególnych oddziaływań ryby na zestaw podczas jednego brania. Gdyby ryba działała ze stałą siłą większą od czułości całej lub części antenki i przez odpowiednio długi czas, to do zatopienia antenki lub jej części doszło by niezależnie od wyporności spławika. Ale często tak nie jest; czas oddziaływania ryby jest zbyt krótki albo siła zbyt mała, albo jedno i drugie.

Przeanalizujmy co się dzieje kiedy ryba nie bierze zdecydowanie, ale próbuje delikatnie przynętę.

Ryba oddziaływuje na przynętę małą siłą, a dalej poprzez żyłkę na masę zestawu czyli obciążenie i spławik. Masa na początku jest w spoczynku i w wyniku działania siły o różnej i nieokreślonej w czasie wartości zestaw zaczyna się poruszać, np. w dół. Zestaw nabiera stopniowo prędkości, antenka zaczyna się zanurzać, rośnie siła stawiana przez wyporność antenki od zera do wartości wynikającej z aktualnego jej przynurzenia, rośnie w miarę nabierania prędkości opór wody stawiany zestawowi. Ryba przestaje działać na przynętę, Zestaw jeszcze jakiś czas rozpędem się porusza, potem po krótkich i niewielkich oscylacjach staje, zanurzając antenkę np. o 0,5 cm i następnie wynurza się do pierwotnego lub innego położenia w zależności czy i ryba znowu dotknie przynętę czy nie. Cały powyższy proces trwa przykładowo 1 s lub krócej. Sytuacja za ułamek sekundy może się powtarzać w różnych konfiguracjach. Od naszego doświadczenia zależy czy obserwowany ruch (ruchy) spławika ocenimy jako wystarczający do zacięcia.

Do analizy porównawczej wpływu wyporności spławika na czułość zestawu zastosowany został model matematyczny oparty na fizycznych prawach ruchu ciała w wodzie. Przeanalizowane zostały dwa przypadki zmiany drogi w czasie (przynurzania antenki) oraz zmiany prędkości.

Jeden przypadek, w którym siła wywołująca ruch ma stałą wartość niezależną od aktualnego wzrostu wyporności zanurzanej części antenki, czyli siła działająca na przynętę rośnie wraz z zanurzaniem antenki o jej wyporność. Drugi przypadek, w którym siła ta jest pomniejszana o aktualną wyporność zanurzanej części antenki, co w konsekwencji powoduje, że siła działająca na przynętę jest stała. Założony został kierunek działania siły w dół. Otrzymujemy wtedy ruch niejednostajnie przyspieszony masy zestawu o różnym przyspieszeniu w czasie zależnym od masy, przyjętej siły wymuszającej oraz od oporów wody. Przytoczone niżej wyniki symulacji dotyczą przypadku drugiego gdzie siła wywołująca ruch zależy od stopnia przynurzenia antenki. Przypadek pierwszy daje podobne wyniki z takimi samymi wnioskami. We wszystkich wykresach niżej oś pozioma czasu wyskalowana jest w sekundach, a oś pionowa zanurzenia w centymetrach.

Aby pokazać różnice w zachowaniu się spławików o różnych wypornościach, przyjęto dla wszystkich symulacji antenki o takich samych dużych czułościach jednostkowych i wyważonych do podstawy antenki. Na Rys. 5 do Rys. 7 siła wymuszająca ruch zestawu odpowiada wyporności 2,4 cm rozpatrywanej antenki.

Z wykonanych wykresów symulacji wynika, że stopień sygnalizacji brań, odzwierciedlany odcinkiem zanurzenia antenki przy określonym czasie kontaktu ryby z przynętą, gwałtownie maleje wraz ze wzrostem wyporności spławika. Przy większych wypornościach nie zauważymy wcale tego kontaktu, mimo że mamy antenkę o dużej czułości jednostkowej. Im chwilowy kontakt ryby z przynętą jest krótszy, tym odcinek zanurzenia antenki mniejszy, przy czym dla małych wyporności będzie zauważalny, a dla dużych nie. Czułość jednostkowa antenki określa bowiem granicę wartości siły oddziaływania ryby powyżej której wymagana sygnalizacja brania (odcinek przytopienia antenki) jest możliwy. To natomiast jak ta sygnalizacja zadziała zależy od czasu oddziaływania, wielkości siły działania, bezwładności czyli masy zestawu oraz od oporów jakie stawia woda.

Na przedstawionym niżej Rys. 5 przykładowo przy czasie kontaktu ryby równym:

0,3 s spławik 1 g zanurzy się o ok. 1,0 cm, spławik 3 g o ok. 0,4 cm, a spławik 8 g tylko o ok. 0,15 cm.

Rys. 6 przedstawia także zależność drogi spławika od czasu dla wyporniejszych spławików. Spławik 12 g dla przykładowego czasu 0,3 s zanurzy się o ok. 0,1 cm, a spławik 24 g zaledwie o 0,05 cm. Z pewnością takich przemieszczeń wędkarz nie zauważy

 

        

Rys. 5. Wykres drogi zanurzenia spławików w funkcji czasu.
Antenki 4 cm o średnicy 1,5 mm, siła wymuszająca 0,047 G

 

 

       

Rys. 6. Wykres drogi zanurzenia spławików w funkcji czasu.
Antenki 4 cm o średnicy 1,5 mm, siła wymuszająca 0,047 G

 

Na Rys. 7 pokazano przebieg zanurzenia spławików 3 g mających antenki o tej samej wyporności, ale różnych wymiarów. Spławiki do czasu 0,25 s zanurzają się w tym samym tempie, przy 0,3 s krótka antenka ginie pod wodą i zanurza się dalej do pewnej głębokości rozpędem mimo, że siła wymuszająca jest mniejsza od wyporności antenki. Spławik z długą antenką ma czułość jednostkową ok. 9 razy większą, natomiast przy sile zatapiającej porównywalnej z wypornością całej antenki jest 4 razy wolniejszy w całkowitym zatopieniu i zatapia się po czasie 1,2 s. Z innych symulacji wynika, że przy siłach wymuszających w pobliżu wyporności antenki czas zatopienia spławika z grubą antenką jest co najmniej tyle razy mniejszy, ile razy antenka ta jest grubsza od antenki cienkiej tej samej wyporności..

 

       

Rys.7. Wykres drogi w funkcji czasu spławika 3 g z antenką 4 cm /1,5 mm
i antenką 0,5 cm/4,44 mm. Siła wymuszająca 0,9 wyporności antenek

 

  • Brania podnoszone

Ryba podnosi przynętę do góry wraz z żyłką i śruciną sygnalizacyjną. Podniesienie śruciny powoduję wynurzenie się określonego odcinka antenki. Im bliżej przynęty znajduje się śrucina tym szybciej antenka spławika wynurzy się i zasygnalizuje branie. Zasada doboru śruciny została opisana w części dotyczącej wyważenia spławika.

Wyporność spławika nie ogranicza czułości wskazań antenki, jeśli możemy w ogóle mówić o czułości w tym przypadku.  Ryba musi podnieś konkretną masę śruciny i z pewnością będzie zawsze korzystniej jak ta masa będzie najmniejsza.

Na Rys. 8 pokazana jest symulacja drogi i prędkości spławika podczas brania podnoszonego. Spławik ma wyporność 12 g + 1 g typu jak z Rys. 3, z antenką o średnicy 1,2 mm i długości 10 cm. Jest wyważony wraz ze śruciną sygnalizacyjną tak, że np. 3 cm antenki 1,2 mm wystaje nad wodę. Śrucina ma masę 0,048 g, a więc korzystając z tabelki czułości jednostkowej antenek widzimy, że jej podniesienie spowoduje wynurzenie antenki o 4 cm. Antenka wynurza się maksymalnie o ok. 5,5 cm po czasie ok. 4,4 s od momentu podniesienia śruciny, następnie zanurza się i po czasie ok. 9 s  jej zanurzenie wynosi  ok. 2,8 cm w stosunku do punktu startu i ponownie  zanurza się do ok. 4,5 cm. Stan stabilny i końcowe wynurzenie 4 cm określone przez śrucinę osiąga po ok. 17 sekundach.

Dodatnia prędkość oznacza zanurzanie, ujemna wynurzanie. Maksymalna prędkość jest niewielka i wynosi 2 cm/s dla czasu ok. 1,4 s.

Zwiększenie masy śruciny spowodowałoby szybsze pierwsze maksymalne wynurzenie i zwiększenie ilości oscylacji o większych odchyleniach od wartości ustalonej. W szczególności ilość oscylacji i ich amplituda przy takiej samej śrucinie zależy od sił napięcia powierzchniowego antenki i rośnie jeśli sił tych nie ma, czyli wtedy kiedy antenka jest odtłuszczona.

Przedstawiona symulacja z siłami napięcia powierzchniowego dobrze odzwierciedliła rzeczywiste zachowanie się spławika.

 

       

Rys. 8. Sygnalizacja brania podnoszonego przez spławik 12 g + 1 g z antenką
o średnicy 1,2 mm

 

  • Opory ruchu zestawu

Opory stawiane przez wodę zależą mniej więcej od kwadratu prędkości poruszania się ciała oraz od kształtu i wielkości powierzchni prostopadłych do kierunku ruchu.

Powierzchnia i jej kształt związane z kierunkiem ruch są różne dla różnych typów spławików, różne też będą opory. Przy tych samych kształtach spławika powierzchnie są proporcjonalne do wyporności w potędze 2/3. Czyli, jeśli spławik ma 8 razy większą wyporność, to jego powierzchnia będzie ok. 4 razy większa, jeśli będzie 27 razy wyporniejszy to powierzchnia będzie rzędu 9 razy większa. O tyle samo, o ile zwiększy się powierzchnia, nastąpi zwiększenie siły oporu wody w poszczególnych kierunkach ruchu przy tej samej prędkości. Dochodzi jeszcze opór stawiany przez śruciny, rosnący również wraz z ich wielkością zależną od wyporności spławika oraz w małym stopniu opór żyłki. Z jakimi wartościami oporów mamy do czynienia?

Poniżej podane są orientacyjne opory wzdłużne zestawów dla różnych spławików wraz z obciążeniem i różnych prędkości ruchu.

Typ spławika

Wyporność spławika  [g]

Prędkość ruchu zestawu [cm/s]

Siła oporu wody na zestaw [G]

Kształt wrzecionowaty

3

13

0,17

 

 

16

0,3

 

 

38

1,6

 

 

67

4,0

Kształt bombki

6

8

0,1

 

 

12

0,3

 

 

40

3,2

 

 

53

6,2

Slider

10+4

7

0,1

 

 

12

0,3

 

 

42

1,6

 

 

57

4,0

Waggler

2

14

0,1

 

 

21

0,3

 

 

56

1,6

 

Masa śruciny [g]   

Prędkość ruchu [cm/s]

Siła oporu wody [G]

Śrucina z żyłką 0,08

0,17

36

0,15

 

0,3

45

0,27

 

0,4

54

0,55

 

0,8

67

0,73

 

Jak widać z powyższego zestawienia, najmniejsze opory mają zestawy ze spławikami podłużnymi.

Opory ruchu przy małych prędkościach osiąganych w krótkich czasach podczas działania małych sił są niewielkie. Głównym więc czynnikiem ograniczającym przyrost prędkości i przebytą drogę przez antenkę w tych zakresach, czyli wtedy kiedy ryba próbuje przynętę, jest bezwładność zestawu. Wykres porównawczy takiego przebiegu dla warunków rzeczywistych, kiedy opór istnieje i dla warunków, gdyby oporu nie było, pokazany jest dla spławika 6 g na Rys. 9.

 

                   

Rys.9. Wykres drogi spławika 6g w funkcji czasu bez oporu wody i z oporem.
Antenki 4 cm o średnicy 1,5 mm, siła wymuszająca 0,047 G

 

  • Wrażliwości ryby na parametry zestawu

Charakter brania ryby jest różny. Może być taki jak opisany wyżej i ryba zostanie zacięta albo wyczuje haczyk i zrezygnuje z przynęty. Może też jeżeli nie zostanie zacięta w tej fazie odpłynąć z pewną prędkością trzymając przynętę. Może być również sytuacja taka, że ryba bez próbowania przynęty napływa bezpośrednio na nią, a przy braniach z gruntu odpływa z jakąś prędkością w bok lub unosi przynętę i część lub całość obciążenia.

Przyjmijmy, że masa spławika o wyporności m wynosi 0,6*m i załóżmy, że ryba o masie M odpływa w dół z prędkością v1. Zestaw, czyli obciążenie i spławik o wyporności m i masie sumarycznej m*1,6 były w spoczynku. Po nagłym odpłynięciu ryby i napięciu żyłki pęd ryby czyli iloczyn M *v1 zgodnie z zasadą zachowania pędu przekazany zostanie w pęd sumy mas ryby i zestawu. Prędkość ryby zmniejszy się na v2 i zajdzie zależność liczbowa jak niżej.              

                                   v2/v1 = M / (M + m)

Ryba nagłą zmianę prędkości odczuje jako szarpnięcie.

Zmianę prędkości w procentach w zależności od wyporności spławika m przy założeniu przykładowej masy ryby M = 50 g pokazuje poniższa tabelka.

Wyporność spławika m [g]

2

3

4

6

10

15

30

Zmiana prędkości ryby v2/v1 [%]

98

95

91

87

80

73

57

 

Trudno ocenić jaka zmiana prędkości jest dla ryby sygnałem do porzucenia przynęty, ale z pewnością im większa zmiana, tym sygnał ostrzegawczy skuteczniejszy.

Jeśli ryba ucieka do góry, poruszy tylko obciążeniem zestawu. Zmiana jej prędkości będzie mniejsza niż w tabelce, ale zależność zmiany prędkości od wyporności (obciążenie zależy od wyporności spławika) pozostanie. Podobnie inaczej będzie przy ruchu w bok lub skośnym, a stopień szarpnięcia będzie zależał także od tego, czy obciążenie zestawu jest skupione, czy rozłożone.  

Jak widać, im mniejsza ryba i większy spławik, tym większa zmiana prędkości, czyli większe szarpnięcie i większe prawdopodobieństwo, że ryba to odczuwając wypluje przynętę albo dojdzie do samozacięcia.

Ryba płynie dalej z jakąś prędkością, najczęściej będzie to kierunek poprzeczny lub ukośny w dół lub w górę. Kierunek poprzeczny ucieczki ryby w zależności od jej prędkości i szczególnie przy dużej odległości spławik-haczyk przekłada się dla spławika na kierunek ukośny. Doświadczamy tego, kiedy łowimy z gruntu i ryba może odpłynąć tylko w bok lub do góry, a spławik zanurza się. Można przypuszczać, że siła oporu wody na zestaw w takim przypadku nie wzrasta dużo w stosunku do ruchu wzdłużnego. Ryba będzie pokonywać opory w wodzie spowodowane ruchem obciążenia, spławika i żyłki. Żyłki szczególnie wtedy, kiedy ruch będzie ukośny. Jaki będzie opór przy ucieczce ryby bardzo trudno jednoznacznie odpowiedzieć z uwagi na wiele zmiennych, w szczególności prędkości ucieczki, patrz tabelka wyżej. Korzystając z tej tabelki i wiedząc, że opór wody rośnie wraz z kwadratem prędkości, można oszacować orientacyjny opór wzdłużny dla tych spławików przy innych prędkościach, np. 1 m/s. Spodziewane szacunkowe opory przy tej prędkości zestawione są w poniższej tabele

Typ spławika

Spodziewana siła [G] oporu wody dla prędkości 1 m/s

Wrzeciono 3 g

13

Bombka 6 g

25

Slider 10 + 4

15

Waggler 2 g

6

 

Udział wyporność zatopionej antenki przy przemieszczaniu zestawu w tej fazie brania jest znikomy. Ryba będzie odczuwała tym większe opory, im szybciej płynie i im wyporniejszy oraz mniej opływowy jest spławik.

 

 

W podsumowaniu kilka spraw, o których warto pamiętać.

  1. Wyporność jakiejkolwiek części spławika w [g] wynosi tyle, ile objętość tej części w [cm3].
  2. O czułości spławika decyduje czułość jednostkowa antenki. Czułość zaś antenki nie zależy w najmniejszym stopniu od materiału, z którego jest wykonana, ale zależy wyłącznie od jej objętości (wyporności) jednostkowej, a ta od średnicy tej części antenki, która ma się zanurzyć. Im średnica mniejsza, tym czułość większa. Długość antenki nie wpływa na jej czułość rozumianą jako widoczną reakcję na kontakt z rybą.
  3. Czułość antenki ograniczana jest przez bezwładność (masę) spławika i jego obciążenie. Nie można wykorzystać w pełni dużej czułości antenki w spławiku o dużej wyporności.
  4. Czułość całego zestawu na brania zanurzeniowe i wynurzeniowe praktycznie nie zależy od głębokości łowienia.
  5. Masę śruciny sygnalizacyjnej dobiera się do objętości części antenki, która ma się wynurzyć przy braniach podnoszonych. Masa ta nie zależy od wyporności spławika. Zwiększenie jej masy powoduje skrócenie czasu wynurzenia.
  6. Opory ruchu zestawu w wodzie rosną wraz z kwadratem prędkości i stają się znaczące dopiero przy prędkościach rzędu dziesięciu cm/s w zależności od rodzaju spławika.

 

Autor artykułu: Marian Spychała „koko”

Dyskusję dotyczącą zagadnień poruszanych w artykule znajdziecie w tym wątku na naszym forum dyskusyjnym.

© 2014-2021 Spławik i Grunt | Developed by Indico.pl