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——大约只有直角的四分之一,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,风总是把帆推往它所吹的方向去.然而实际并不是这样.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18 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Q 和跟帆面平行的力P.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过着凤前进了.让我们用KK 线代表船的龙骨线.风照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19 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B 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,好象在逆风里一样.这种运动通常总采取“之”字形路线,象图20 里的那样.水手们把这种行船法叫做“抢风行船”。
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