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为什么帆船在逆风条件下也能前进

火烧 2016-11-07 04:41:07 1089
在水天一色、江风劲吹的水面上,百舸争流、乘风破浪的场面煞是壮观。这时候,你是否注意到:帆船在扬帆前进时,除了能顺风疾驶,逆着风也能前进。我们知道,帆船在顺风行驶时,是依靠风对帆的作用力,推着船向前进的;但在逆风的条件下,帆船为什么仍旧能前进呢? 其实,在逆

在水天一色、江风劲吹的水面上,百舸争流、乘风破浪的场面煞是壮观。这时候,你是否注意到:帆船在扬帆前进时,除了能顺风疾驶,逆着风也能前进。我们知道,帆船在顺风行驶时,是依靠风对帆的作用力,推着船向前进的;但在逆风的条件下,帆船为什么仍旧能前进呢?

其实,在逆风中行舟,也是依靠风来作为船的动力,这就要求水手要调整好船身和船帆的方位,巧妙地利用力的合成与分解原理,让风使上力。

假设有一股强烈的逆风从正前方吹来,船上的水手顺势把船头和帆面分别调整到B和P两个不同方向上,以迎战这股逆风。风吹在帆上,风力W分解成两个互相垂直的分力P′和R′。其中分力P′沿着帆面吹拂,对帆船不产生影响,另一个分力R′垂直作用于帆面上。这个正压力R′又可以分解为两个互相垂直的分力A和B。而分力A恰好与船身垂直,这个力沿横向推动船,又因在横向上,水对船的阻力很大,故沿横向推动船的力A与水对船的阻力相抵消。R′的另一个分力B沿船的纵向,正是这个力构成了帆船前进的动力。综上所述,当水手将船和帆调整到恰到好处时,帆船在逆风和水的阻力的联合作用下,反而得到了前进的动力。这时,船虽然前进了,但由于船头倾斜了一个角度,小船将偏离航向。这不必担心,等船行驶一段距离,再将船头和帆转向另一侧来迎候逆风,仍旧可从逆风中获得动力。因此,我们看到小船在逆风中都是沿着迂回曲折的S形前进。


帆船在逆风中行驶时,怎样使船和帆调整到最佳位置,以便从逆风中获得最大的动力呢?实验表明,如果将帆面调整到在风与船身夹角的平分线上,帆船可以获得最大的动力。可要将帆面调整到风与船身夹角的平分线上可不是一件容易的事,这完全得靠水手多年的行船经验,正所谓:逆“风”行舟,不进则退。


关键词:逆风 力的合成与分解 分力

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