為什么船上的帆要用風(fēng)吹
為什么船上的帆要用風(fēng)吹
物理人氣:702 ℃時(shí)間:2020-02-06 12:39:17
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船只借助帆的每一面所產(chǎn)生的力量沿著迎風(fēng)方向移動(dòng). 迎風(fēng)面的正向力量(推力)和背風(fēng)面的負(fù)向力量(拉力)合在一起形成了合力,這兩種力量都作用于同一方向,使帆船向前運(yùn)動(dòng)氣流速度與周圍自由氣流成比例增加,從而導(dǎo)...再長(zhǎng)點(diǎn) 船只借助帆的每一面所產(chǎn)生的力量沿著迎風(fēng)方向移動(dòng)。迎風(fēng)面的正向力量(推力)和背風(fēng)面的負(fù)向力量(拉力)合在一起形成了合力,這兩種力量都作用于同一方向?!纠κ沁@兩種力量中較強(qiáng)的力量?!俊 「鶕?jù)伯努力的理論,氣流速度與周圍自由氣流成比例增加,從而導(dǎo)致壓力的降低,而這可令氣流速度更快。這種情況在帆的背風(fēng)面發(fā)生 - 空氣流動(dòng)速度加快并在帆的后面形成低壓區(qū)域。 【空氣與水一樣,都是流動(dòng)的。當(dāng)風(fēng)匯聚并且風(fēng)被帆分開時(shí),一些風(fēng)附著在凸起面(背風(fēng)面)并將帆扯起。為了其上“未附著”的空氣穿過帆,帆必須向不受帆影響的氣流外彎曲。但此類的自由氣流往往保持其直線流動(dòng)并妨礙航行。自由氣流和彎曲的船帆合在一起形成了一個(gè)窄道,起初的氣流必須從中經(jīng)過。因?yàn)樗荒茏孕袎嚎s,所以空氣必須加速以從該窄道擠過。這就是氣流速度在帆的凸起面增加的原因。】(這里是便于理解的解釋,可刪) 一旦發(fā)生這一情況,伯努力的理論就得以生效。窄道中增加的氣流要快于周圍的空氣,并且在氣流速度加快的區(qū)域壓力將下降。這就產(chǎn)生了鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。隨著新的氣流接近最先著風(fēng)之帆緣并分開,它更多地流向背風(fēng)面 - 氣流被吸引到低壓區(qū)域并被高壓區(qū)域所排斥?,F(xiàn)在即使更大塊的空氣也必須更快地?cái)D進(jìn)凸起帆面和自由氣流形成的窄道,這令空氣壓力更低。這一情況不斷發(fā)展直至達(dá)到現(xiàn)有風(fēng)力條件的最大速度,并且在背風(fēng)面形成最大低壓區(qū)域。因?yàn)橹挥性跉饬鬟_(dá)到曲面(弦深)的最深點(diǎn)后氣流才增加。在達(dá)到這一點(diǎn)之前,空氣不斷匯聚和加速。超出這一點(diǎn)后,空氣分開并減速,直到再次與周圍空氣速度相當(dāng)。帆周圍的片狀氣流(帆與風(fēng)之間保持最佳角度)在其間,在帆的迎風(fēng)面發(fā)生相反的情況。隨著更多的空氣流過背風(fēng)面,迎風(fēng)面上流過帆的凸起面和自由氣流之間的擴(kuò)展空間的空氣將減少。因?yàn)檫@些氣流四散流動(dòng),所以其流速下降到比周圍空氣還低的速度,這導(dǎo)致壓力增加。{ 【【由片狀氣流內(nèi)的風(fēng)帆產(chǎn)生的力量 】】我們需要在風(fēng)帆和風(fēng)之間建立理想的關(guān)系,使風(fēng)不但加速流動(dòng),而且可以沿著帆的凸起面流動(dòng)。船帆和風(fēng)之間的這一關(guān)系的一部分稱作迎角。描繪與風(fēng)平直的船帆。空氣均勻分開到每一面上 - 船帆下垂而不是充滿成彎曲形狀,空氣沒有加速以在背風(fēng)面形成低壓區(qū)域,并且船只沒有移動(dòng)。但如果船帆與風(fēng)向剛好成正確角度,則船帆會(huì)一下子充滿風(fēng)并產(chǎn)生空氣動(dòng)力。}
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