在
水天一色、江风劲吹的水面上,百舸争流、乘风破浪的场面煞是壮观。这时候,你是否注意到:帆船在扬帆前进时,除了能顺风疾驶,逆着风也能前进。我们知道,帆船在顺风行驶时,是依靠风对帆的作用力,推着船向前进的;但在逆风的条件下,帆船为什么仍旧能前进呢?其实,在逆风中行舟,也是依靠风来作为船的动力,这就要求水手要调整好船身和船帆的方位,巧妙地利用力的合成与分解原理,让风使上力。
假设有一股强烈的逆风从正前方吹来,船上的水手顺势把船头和帆面分别调整到和P两个不同方向上,以迎战这股逆风。风吹在帆上,风力W分解成两个互相垂直的分力P和R。其中分力P沿着帆面吹拂,对帆船不产生影响,另一个分力垂直作用于帆面上。
这个正压力R又可以分解为两个互相垂直的分力A和。 而分力A恰好与船身垂直,这个力沿横向推动船,又因在横向上,水对船的阻力很大,故沿横向推动船的力A与水对船的阻力相抵消。R的另一个分力沿船的纵向,正是这个力构成了帆船前进的动力。
综上所述,当水手将船和帆调整到恰到好处时,帆船在逆风和水的阻力的联合作用下,反而得到了前进的动力。 这时,船虽然前进了,但由于船头倾斜了一个角度,小船将偏离航向。这不必担心,等船行驶一段距离,再将船头和帆转向另一侧来迎候逆风,仍旧可从逆风中获得动力。
因此,我们看到小船在逆风中都是沿着迂回曲折的S形前进。帆船在逆风中行驶时,怎样使船和帆调整到最佳位置,以便从逆风中获得最大的动力呢?实验表明,如果将帆面调整到在风与船身夹角的平分线上,帆船可以获得最大的动力。
可要将帆面调整到风与船身夹角的平分线上可不是一件容易的事,这完全得靠水手多年的行船经验,正所谓:逆“风”行舟,不进则退。