帆船逆風(fēng)前進(jìn)
很難想象帆船怎樣能夠逆著風(fēng)前進(jìn).水手的確會(huì)告訴你們,正頂著風(fēng)駕駛帆船是不可能的,帆船只能在跟風(fēng)的方向成銳角的時(shí)候前進(jìn).可是這個(gè)銳角很小——大約只有直角的1／4,大約是22°——不管是正頂著風(fēng)或者成22°的角度,看來(lái)是同樣難以理解的.
可是實(shí)際上,這兩種情形不是沒(méi)有區(qū)別的.我們現(xiàn)在來(lái)說(shuō)明帆船是怎樣跟風(fēng)向成小角度逆著風(fēng)前進(jìn)的.首先,讓我們看風(fēng)一般是怎樣對(duì)船帆起作用的,也就是說(shuō),當(dāng)風(fēng)吹在帆上的時(shí)候,它把帆往哪里推.你也許會(huì)這樣想,風(fēng)總是把帆推往它不是這樣.無(wú)論風(fēng)向哪里吹,它總產(chǎn)生一個(gè)垂直帆面的力,這個(gè)力推動(dòng)著船帆.且讓我們假定風(fēng)向就是圖164箭頭所指的方向.AB線(xiàn)代表帆.因?yàn)轱L(fēng)力是平均分布在全部帆面上的,所以我們可以用R來(lái)代表風(fēng)的壓力,它作用在帆的中心.把這力分解成兩個(gè)：跟帆面垂直的力0和跟帆面平行的力P（圖164右）.力P不能推動(dòng)帆,因?yàn)轱L(fēng)跟帆的摩擦太小了.剩下的力Q依著垂直帆面的方向推動(dòng)著帆.
懂得了這點(diǎn),就容易懂得為什么帆船能夠在跟風(fēng)向成銳角的情況下送著風(fēng)前進(jìn)了.讓我們用KK線(xiàn)（圖165）代表船的龍骨線(xiàn).風(fēng)按箭頭所表示的方向成銳角吹向這條線(xiàn).AB線(xiàn)代表帆面,我們把帆轉(zhuǎn)到這樣的位置,使帆面剛好平分龍骨的方向和風(fēng)的方向之間的那只角.現(xiàn)在看圖165里的力的分解.風(fēng)對(duì)帆的壓力,我們用力q來(lái)表示,這個(gè)力,我們知道應(yīng)當(dāng)是跟帆面垂直的.把這個(gè)力分解成兩個(gè)力：使力R垂直龍骨線(xiàn),力S順著龍骨線(xiàn)指向前面.因?yàn)榇的方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,是要遇到水的強(qiáng)大的阻力的（帆船的龍骨在水里很深）,所以力R幾乎全部被抵消了.剩下的只是指向前面的力S在推動(dòng)船,因而,船是跟風(fēng)向成著一個(gè)角度在前進(jìn),好像在逆風(fēng)里一樣.這種運(yùn)動(dòng)通?？偛扇　爸弊中温肪€(xiàn),像圖166里的那樣.水手們把這種行船法叫做“搶風(fēng)行船”.法叫做“搶風(fēng)行船
《趣味物理學(xué)》
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帆船怎樣逆風(fēng)行駛
帆船逆風(fēng)而行所靠的最主要?jiǎng)恿κ俏?
根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理,流體速度增加,壓力就會(huì)減低.空氣要繞過(guò)向外彎曲的帆面,必須加快速度,于是壓力減小,產(chǎn)生吸力,把船帆扯向一邊.船帆背風(fēng)一面因壓力降低而產(chǎn)生的吸力相當(dāng)大,可比迎風(fēng)一面把帆推動(dòng)的力量大1倍.
風(fēng)在帆兩側(cè)產(chǎn)生的吸力和推力,使船側(cè)向行駛；但中插板阻止船側(cè)向行駛,于是,風(fēng)力分解為兩個(gè)分力,一個(gè)分力推動(dòng)帆船向前行駛,另一個(gè)分力則使船向背風(fēng)一面傾側(cè),要由帆舵手在船的另一邊探身出外,保持平衡.
帆船不能完全正面頂著風(fēng)航行.一艘長(zhǎng)12米的帆船可與風(fēng)向成12－15度的夾角逆風(fēng)行駛.如果要正面迎著風(fēng)的方向前進(jìn),必須以“之”字形路線(xiàn)航行.逆風(fēng)行駛時(shí),船與風(fēng)向的夾角越小,速度越慢.舵手若以角度較大的“之”字形路線(xiàn)航行,船速會(huì)加快,不過(guò)航程會(huì)更長(zhǎng).
之字形線(xiàn)路,轉(zhuǎn)動(dòng)帆,側(cè)面迎風(fēng),分力前進(jìn)...
你把船與風(fēng)成一個(gè)角度,比如30度,假設(shè)帆隊(duì)鋒來(lái)說(shuō)是光滑的,摩擦力可以忽略,那么風(fēng)對(duì)帆的作用力實(shí)際上就垂直帆了.又帆與風(fēng)成一個(gè)較小的角度,帆隊(duì)船體的作用力可分解為垂直船的方向和沿船行進(jìn)的方向.因?yàn)樗?你也知道,在側(cè)面方向上對(duì)船的作用力要比較大,所以船在垂直船的方向上位移就比較小了,船沿另一個(gè)方向,就作與風(fēng)成一定角度的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)了.行進(jìn)一定路程,改變帆的方形象,船就向另一側(cè)斜著運(yùn)動(dòng)了.如此,逆風(fēng)行舟實(shí)現(xiàn)了