帆船可以逆风行驶吗?

想一想:我们常见物体被风吹动总是顺风飘去。帆船籍风力行驶,它能够逆风推进吗?

先做一个简单实验:以左手把直尺压在桌上,右手执笔以图1所示方向推向挨在直尺旁的三角板,三角板会向哪一方移动?

图1

图1 以三角尺、直尺和笔模拟帆船逆风行驶所受的风力

由实验可知,不论笔尖从那一方压到三角板的斜边上,三角板都依白箭矢方向移动。当笔尖沿着v的方向压到三角板的斜边上时,由于三角板是光滑的,它受到的压力R是垂直于斜边(也就是与v的方向无关)。这个压力R可以分解为两个分力(component of force)F1F2F1使三角板平行直尺移动(如图中白箭矢的方向);F2使三角板压向直尺。而直尺有一反抗力P作用于三角板,把F2抵消,故三角板只能沿着F1的方向而移动。由图1可见,笔尖从北向南压向三角板,但三角板却能向东北移动。

在图1之右图表示,帆船受到偏逆风时,帆所受的风力R与帆面垂直(凡是没有摩擦力的相互作用力皆与接触面垂直),叫做扬力。R可以分解为F1F2两分力。F1就是帆船的前进力;而F2则使帆船横向移动,叫做横流力。由于船底有一大片中央板,此板受水的阻力为P,此阻力抵消横流力F2,使船身不致发生较大的横向移动,而只能前进。

图2表示帆船只要适当地驶帆及操舵,就可以采用之字路线逆风航行——顶着北风向北前进!

图2

图2 帆船之字形逆风行驶

 

分力(component of force):一力可以由两个或两个以上的力共同代替它的作用。这些成分的力就是该力的分力。

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发布时间:2012/11/14 7:27:52  阅读次数:24906

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