古時候,交通並不發達,水路是非常重要的交通方式,當時的小船靠船槳行駛,大船則是掛著船帆靠風力行駛。在順風的情況下自然是一日千里,如果遇到逆風,船又當如何行駛呢?
逆風行舟時,船如果沿著原定航向行駛,作用在船帆上的風力就會成為船前進的阻力,此時,船根本無法有效前行。如果想要逆風前行,便需要改變船的原定航向,使船的實際航向與原定航向形成一定的角度,藉助力學原理達到行舟的目的。
如圖1所示,船的原定航向與風向相反,這時將船的實際航向偏離原定航向一定的角度,作用在帆面上的風力可以分解為平行帆面的力F1和垂直帆面的力F2,此時,帆面的凹陷會朝著F2的方向,這說明F2的作用力更大。垂直於帆面的力F2又可以分解為沿著船的實際航向的力F3和垂直於船的實際航向的力F4,這時水對船產生的橫向阻力與F4和F1在垂直於船實際航向上的分力相平衡,而F3沿船的實際航向的力大於或等於F1在實際航向上的分力與水的阻力之和,因此,船可以在這個方向加速或勻速前進,這就是船逆風行駛的動力。
根據以上的力學原理,可以讓船在逆風的情況下向前行駛,但此時船的實際航向並不是原定航向,因此,當船向前行駛一定距離後,需要再次改變船的實際航向,使風從另一側吹來,作用在帆上的力會讓船繼續前進。這樣,船的行駛軌跡就是以原定航向為軸前行,從而到達目的地。
現在,船的行駛大多機械化運行,但在一些體育競賽中,如帆船比賽,選手還是要考慮風對船航行的影響。
關於逆風行舟,盧梭有這樣一段名言:“當我們只遇到逆風行舟的時候,我們調整航向迂迴行駛就可以了;但是,當海面上波濤洶湧,而我們想停在原地的時候,那就要拋錨。當心啊,年輕的舵手,別讓你的纜繩鬆了,別讓你的船錨動搖,不然在你沒有發覺以前,船就漂走了。”
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