帆船如何逆风航行.ppt

教育类精品资料】帆船如何逆风航行•虽然经过几百虽然经过几百虽然经过几百虽然经过几百年前人的经验，年前人的经验，年前人的经验，年前人的经验，我们能粗略的我们能粗略的我们能粗略的我们能粗略的了解各个地区了解各个地区了解各个地区了解各个地区的的的的““““季风季风季风季风””””情情情情况，并有效的况，并有效的况，并有效的况，并有效的利用它•但有时目的地的但有时目的地的改变等不可抗拒改变等不可抗拒的因素使我们不的因素使我们不得不面对逆风情得不面对逆风情况，所以就在这况，所以就在这里简单介绍一下里简单介绍一下帆船逆风前进原帆船逆风前进原理吧理吧 帆船航行原理第一种解释我们假定风向就是图中箭我们假定风向就是图中箭头所指的方向头所指的方向ABAB线代表线代表帆因为风力是平均分布帆因为风力是平均分布在全部帆面上的，所以我在全部帆面上的，所以我们可以用们可以用R R来代表风的压来代表风的压力，它作用在帆的中心力，它作用在帆的中心通过简单的受力分析把这通过简单的受力分析把这力分解成两个：跟帆面垂力分解成两个：跟帆面垂直的力直的力Q Q和跟帆面平行的和跟帆面平行的力力P P力P P不能推动帆，因不能推动帆，因为风跟帆的摩擦太小了。

为风跟帆的摩擦太小了剩下的力剩下的力Q Q依着垂直帆面依着垂直帆面的方向推动着帆的方向推动着帆 第一种解释的不足•我们注意到，在第一种解释中，帆被简化我们注意到，在第一种解释中，帆被简化为一个平面然而实际中，船帆不会不发为一个平面然而实际中，船帆不会不发生弯曲帆船航行原理第二种解释•预备知识预备知识1——1——名词解释名词解释船帆的最先着风之帆缘称作船帆的最先着风之帆缘称作前缘，它位于船只的前部．前缘，它位于船只的前部． 后部的船翼后缘称作帆的后后部的船翼后缘称作帆的后缘．缘． 从前缘到帆的后缘的假从前缘到帆的后缘的假想水平线称作弦．想水平线称作弦． 船帆的曲船帆的曲度称作吃水，并且从弦到最度称作吃水，并且从弦到最大吃水点的垂直距离称作弦大吃水点的垂直距离称作弦深．深． 充满空气以形成凹面弯充满空气以形成凹面弯曲的船帆的一面称作迎风面曲的船帆的一面称作迎风面．． 向外吹以形成凸起形状的向外吹以形成凸起形状的一面称作背风面．一面称作背风面． 帆船航行原理第二种解释•预备知识预备知识2——2——伯努利原理伯努利原理在在 1738 1738 年，科学家年，科学家丹尼尔丹尼尔··伯努利发现，伯努利发现，气流速度与周围自由气流速度与周围自由气流成比例增加，从气流成比例增加，从而导致压力的降低，而导致压力的降低，而这可令气流速度更而这可令气流速度更快．这种情况在帆的快．这种情况在帆的背风面发生即空气流背风面发生即空气流动速度加快并在帆的动速度加快并在帆的后面形成低压区域．后面形成低压区域． 风风向向帆船航行原理第二种解释•船只借助帆的每一面所产生的力量沿着迎风方向移动．•迎风面的正向力量（推力）和背风面的负向力量（拉力）合在一起形成了合力，这两种力量都作用于同一方向．•拉力是这两种力量中较强的力量． 帆船如何逆风航行•由前面无论哪一种结论都可以看出来，在完全逆风的情况下，帆船是难以前进的。

•那么帆船究竟怎样逆风航行呢？逆风航行原理解释•开门见山地说，帆船逆风开门见山地说，帆船逆风开门见山地说，帆船逆风开门见山地说，帆船逆风前进是走之字路的，风向前进是走之字路的，风向前进是走之字路的，风向前进是走之字路的，风向与船的行驶方向有大于零与船的行驶方向有大于零与船的行驶方向有大于零与船的行驶方向有大于零的夹角，这样帆船才能前的夹角，这样帆船才能前的夹角，这样帆船才能前的夹角，这样帆船才能前进•需要注意的是，图中画出需要注意的是，图中画出需要注意的是，图中画出需要注意的是，图中画出了一个很大了一个很大了一个很大了一个很大“ “之之之之” ”字型角字型角字型角字型角度，这只是为了便于视图，度，这只是为了便于视图，度，这只是为了便于视图，度，这只是为了便于视图，实际中这个角度很小实际中这个角度很小实际中这个角度很小实际中这个角度很小逆风航行原理解释•合力的方向与帆弦合力的方向与帆弦近乎垂直．近乎垂直． 当帆弦当帆弦与船只的中线平行与船只的中线平行时，主要力量几乎时，主要力量几乎完全施加在侧面．完全施加在侧面． 但是，如果船帆成但是，如果船帆成一个小角度，以便一个小角度，以便船帆产生的力量稍船帆产生的力量稍微向前，则船只本微向前，则船只本身会立即前行．身会立即前行． 这这是为什么呢？是为什么呢？逆风航行原理解释•船的中线（即龙骨）作船的中线（即龙骨）作用于水的方式类似于船用于水的方式类似于船帆作用于风的方式（即帆作用于风的方式（即由于流速产生的力）．由于流速产生的力）．龙骨产生的力量与船帆龙骨产生的力量与船帆倾斜力相反的力量倾斜力相反的力量————它使船完全保持船帆形它使船完全保持船帆形成的力量的方向．并且成的力量的方向．并且尽管风帆合力始终作用尽管风帆合力始终作用于迎风的那面，但正确于迎风的那面，但正确的迎角将使船只前行．的迎角将使船只前行． 结论•船是跟风向成一个角度，利用帆迎风船是跟风向成一个角度，利用帆迎风面和背风面两侧空气流速不同产生的面和背风面两侧空气流速不同产生的力，以及水对船身产生的力的合力，力，以及水对船身产生的力的合力，沿着沿着“之之”字型路线逆风前进的。

字型路线逆风前进的•因为角度较小，所以看起来好像在逆因为角度较小，所以看起来好像在逆风里一样风里一样参考文献•《趣味物理学》网络版，人民教育出版社•诺亚方舟的Blog，Baidu空间感谢您的阅读！感谢您的阅读！物理科学学院物理科学学院06级三班级三班 徐捷徐捷 0610282。