帆船逆风行驶原理.doc

帆船逆风行驶原理很难想象帆船怎样能够逆着风前进。水手的确会告诉你们,正顶着风驾驶帆船是不可能的,帆船只能在跟风的方向成锐角的时候前进。可是这个锐角很小——大约只有直角的1,4,大约是22?——不管是正顶着风或者成22?的角度,看来是同样难以理解的。可是实际上,这两种情形不是没有区别的。我们现在来说明帆船是怎样跟风向成小角度逆着风前进的。首先,让我们看风一般是怎样对船帆起作用的,也就是说,当风吹在帆上的时候,它把帆往哪里推。你也许会这样想,风总是把帆推往它不是这样。无论风向哪里吹,它总产生一个垂直帆面的力,这个力推动着船帆。且让我们假定风向就是图164箭头所指的方向。AB线代表帆。因为风力是平均分布在全部帆面上的,所以我们可以用R来代表风的压力,它作用在帆的中心。把这力分解成两个:跟帆面垂直的力0和跟帆面平行的力P(图164右)。力P不能推动帆,因为风跟帆的摩擦太小了。剩下的力Q依着垂直帆面的方向推动着帆。懂得了这点,就容易懂得为什么帆船能够在跟风向成锐角的情况下送着风前进了。让我们用KK线(图165)代表船的龙骨线。风按箭头所表示的方向成锐角吹向这条线。AB线代表帆面,我们把帆转到这样的位置,使帆面刚好平分龙骨的方向和风的方向之间的那只角。现在看图165里的力的分解。风对帆的压力,我们用力q来表示,这个力,我们知道应当是跟帆面垂直的。把这个力分解成两个力:使力R垂直龙骨线,力S顺着龙骨线指向前面。因为船朝力R的方向运动的时候,是要遇到水的强大的阻力的(帆船的龙骨在水里很深),所以力R几乎全部被抵消了。剩下的只是指向前面的力S在推动船,因而,船是跟风向成着一个角度在前进,好像在逆风里一样。这种运动通常总采取“之”字形路线,像图166里的那样。水手们把这种行船法叫做“抢风行船”。法叫做“抢风行船。原理:,如果物体的始末动量不在一条直线上,:Ft=mv-mv。具体思路:设船帆与风向夹角?,以质量为m的空气为研究对象,初速度v。,?v方向相反,空气对船的作用力(-F),”风破浪的帆船,实际上并不是真的和风向在一条直线上面对面地蛮“顶”,而是偏过船头跟风的方向成一个锐角,巧妙地“顶”,从而从逆风那里得到前进的动力。逆风行驶的帆船并不是始终朝一个方向行驶的。逆风中的帆船一般总是沿着S形的航线迂回前进的。当船偏左航行一段路程后,再将船头和帆偏向右前方。这时风仍然斜吹在船帆上,照样为帆船提供向前所需的动力。这样,帆船沿着S形的路线,逆风波浪,顺利地到达了目的地。水手们常把这种逆风驶帆的方法形象地称作“抢风行船”动量定理[编辑本段]动量定理(theoremofmomentum)动力学的普遍定理之一。动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是变力。当合外力为变力时,F是合外力对作用时间的平均值。p为物体初动量,p′为物体末动量,t为合外力的作用时间。F?t=?mv是矢量式。在应用动量定理时,应该遵循矢量运算的平行四边(2)表法则,也可以采用正交分解法,把矢量运算