Fyzika plachtění

Plachtění, v blízkosti větru používá tvar plachty generovat výtah. Pro proudění kolem plachet se musí vítr odchýlit ve směru, jak ukazují šipky pro počáteční rychlost vi a konečnou rychlost vf, které jsou dány vzhledem k lodi. Změna rychlosti dv je ve zobrazeném směru. Zrychlení aa vzduchu je dv/dt, takže síla Fa, která plachty působí na vzduch, je ve stejném směru. (Newtonův první a druhý zákon: F = ma.) Síla Fw, kterou vítr působí na plachty, je v opačném směru., (Existuje také Bernoulliho efekt, který přispívá sekundárním způsobem.)

Všimněte si, že nikde v tomto argumentu jsme nemuseli říkat, že vítr byl rychlejší než loď.

nyní je tato síla hlavně bokem na lodi a při přiblížení se k větru se stává stále více bokem. Část síly je však vpřed: směr, kterým chceme jít. Proto…

proč se loď nepohybuje bokem?No to dělá trochu, ale když to dělá, kýl, velká téměř plochá oblast pod lodí, musí tlačit hodně vody do strany., Voda to odolává a na kýlu působí boční síla Fk.

tím se ruší boční složka Fw. Pokud jde o komponentu vpřed: zrychluje loď, dokud tažná síla FD, která ji drží zpět, není dostatečně velká, takže

    Fw = – {Fk + Fd}.

takže loď může plout blízko větru: obvykle 45° k pravému větru, i když mnoho vysoce výkonných lodí jde blíž. A cítí se blíže než 45°, jak uvidíme v níže uvedených schématech.,

    malá odbočka: boční složky větru a vody, na lodi se loď pata (tilt) pryč od větru, jak je znázorněno na obrázku níže. Tyto dvě horizontální komponenty mají stejnou velikost, ale opačný směr: jako síly se zruší, ale dělají točivý moment, který má tendenci otáčet loď ve směru hodinových ručiček. To je zrušeno jinou dvojicí sil. Vztlak a hmotnost jsou také stejné a opačné a dělají točivý moment v opačném směru., Vzhledem k tomu, loď paty na pravoboku, vedení na dně kýlu, který má podstatnou část hmotnosti, přesune do přístavu a vyvíjí proti směru hodinových ručiček točivý moment. Tyto dvě momenty se zruší.

takže nyní zpět na naši otázku:

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Přejít k navigační liště