谁都知道,顺风扬帆,乘风破浪,风对船帆的压力是推动帆船前进的动力。可是,如果遇上了逆风,帆船还能依靠风的力量前进吗?有没有“顶”风破浪的帆船呢?
回答是肯定的。
帆船是怎样从逆风那里获得动力的呢?如图所示,先让我们一起来做一个小实验。
将直角三角板的一边紧贴着水平桌面。左手的两个手指放在它的两侧,使它不会倒下。伸出右手的一个手指(或用一支铅笔)在斜边上,对三角板施加一个向右下方的压力。看一看,三角板将向哪边运动?
你一定会惊奇地发现,三角板并没有向右边滑动,而是向左运动!这是怎么回事呢?向右下方的压力怎么成了三角板向左滑动的动力了呢?
如果你仔细地研究一下作用在三角板上的压力F,就会发现,当斜边十分光滑的时候,它的作用效果和垂直于斜边向下的压力F ′几乎相同。根据F ′的作用效果,我们又可以将F′分解为水平向左的力F1和竖直向下的力F2。其中F1就是使三角板向左滑动的动力。当三角板受到的摩擦阻力比较小的时候,就会向左运动了。
帆船遇到逆风的时候,它的受力情况同这个小实验中的三角板非常相似。只要操纵得当就能从逆风那里得到前进的动力,“顶”风破浪,照样能高速前进。你知道吗?加拿大运动员普林斯就是一位敢于向逆风挑战的英雄!在狂风暴雨的恶劣天气中,他硬是驾驶着心爱的轻便小帆船,“顶”狂风,破恶浪,创造出平均速度为225 km/h的世界最好成绩。
在逆风中行船,关键在于随时随地都要有效地控制好船身和巧妙地使用风帆。必须避免让风垂直地吹到帆面上。如果有一股强劲的顶头风从正前方吹来,我们就要顺势将船头和帆面拨到两个不同的方向上,避免和逆风正向接触,让它斜向吹到风帆的一侧。跟小实验中的情形相似,这时作用在帆上的风力F可以分解成垂直于帆面的分力F′和沿帆面向后的分力F″,如右图所示。显然,F″对帆船的前进几乎没有影响,而垂直于帆面的分力F′却为帆船的前进提供了动力。可以再把F′分解成沿着船的龙骨线、指向前进方向的分力F1和垂直于龙骨线的分力F2。分力F1当然就成了前进的动力,与船的前进方向垂直、横向推船的分力F2被这个方向上水对船的阻力平衡掉了。就这样,人们从逆风中获得了使船前进的动力!而且,大量的试验和实践告诉我们:当风帆正好处在船的龙骨线和风向所夹角的平分
顶风破浪的帆船 来自淘豆网m.daumloan.com转载请标明出处.
