第二章力·功·摩擦 2.4帆船逆風(fēng)前進(jìn)

第二章力·功·摩擦 2.4帆船逆風(fēng)前進(jìn)

　　很難想象帆船怎樣能夠逆著風(fēng)前進(jìn)。水手的確會告訴你們，正頂著風(fēng)駕駛帆船是不可能的，帆船只能在跟風(fēng)的方向成銳角的時候前進(jìn)。可是這個銳角很小——大約只有直角的四分之一，大約是22°，——不管是正頂著風(fēng)或者成22°的角度，看來是同樣難以理解的。

　　可是實(shí)際上，這兩種情形不是沒有區(qū)別的。我們現(xiàn)在來說明帆船是怎樣跟風(fēng)向成小角度逆著風(fēng)前進(jìn)的。首先，讓我們看風(fēng)一般是怎樣對船帆起作用的，也就是說，當(dāng)風(fēng)吹在帆上的時候，它把帆往哪里推。你也許會這樣想，風(fēng)總是把帆推往它所吹的方向去。然而實(shí)際并不是這樣。無論風(fēng)向哪里吹，它總產(chǎn)生一個垂直帆面的力，這個力推動著船帆。且讓我們假定風(fēng)向就是箭頭所指的方向。AB線代表帆。因?yàn)轱L(fēng)力是平均分布在全部帆面上的，所以我們可以用R來代表風(fēng)的壓力，它作用在帆的中心。把這力分解成兩個：跟帆面垂直的力Q和跟帆面平行的力P。力P不能推動帆，因?yàn)轱L(fēng)跟帆的摩擦太小了。剩下的力Q依著垂直帆面的方向推動著帆。

　　懂得了這點(diǎn)，就容易懂得為什么帆船能夠在跟風(fēng)向成銳角的情況下過著鳳前進(jìn)了。讓我們用KK線代表船的龍骨線。風(fēng)照箭頭所表示的方向成銳角吹向這條線。AB線代表帆面，我們把帆轉(zhuǎn)到這樣的位置，使帆面剛好平分龍骨的方向和風(fēng)的方向之間的那只角。現(xiàn)在看力的分解。風(fēng)對帆的壓力，我們用力Q來表示，這個力，我們知道應(yīng)當(dāng)是跟帆面垂直的。把這個力分解成兩個力：使力R垂直龍骨線，力S順著龍骨線指向前面。因?yàn)榇�朝力B的方向運(yùn)動的時候，是要遇到水的強(qiáng)大的阻力的（帆船的龍骨在水里很深），所以力R幾乎全部被抵消了。剩下的只是指向前面的力S在推動船，因而，船是跟風(fēng)向成著一個角度在前進(jìn)，好象在逆風(fēng)里一樣①。這種運(yùn)動通常總采取“之”字形路線那樣。水手們把這種行船法叫做“搶風(fēng)行船”。

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