Purjehdus lähellä tuuli käyttää muodon purjeet luoda hissin. Virrata ympäri purjeet, tuuli on poiketa suuntaan, kuten osoittavat nuolet lähtönopeus vi ja lopullinen nopeus vf, jotka ovat antaneet suhteessa veneen. Nopeuden dv muutos on esitettyyn suuntaan. Ilman kiihtyvyys aa on dv / dt, joten purjeiden ilmaan kohdistama voima Fa on samaan suuntaan. (Newtonin ensimmäinen ja toinen laki: F = ma.) Tuulen purjeisiin kohdistama voima Fw on vastakkaiseen suuntaan., (On myös Bernoulli vaikutus, joka vaikuttaa toissijaisesti.)
huomaa, että missään tässä argumentissa ei tarvinnut sanoa, että tuuli oli venettä nopeampi.
nyt tämä voima on lähinnä sivusuunnassa veneessä, ja se menee yhä enemmän sivuttain lähestyttäessä tuulta. Osa voimasta on kuitenkin eteenpäin: mihin suuntaan haluamme mennä. Niin…
miksi vene ei ajelehdi sivuttain?No se vähän tekee, mutta silloin köli, suuri lähes tasainen alue veneen alla, joutuu työntämään paljon vettä sivuttain., Vesi vastustaa tätä ja painuu sivuttaisvoima FK: n köliin.
Tämä peruuttaa sivuttain osa Fw. Siitä eteenpäin component: se nopeuttaa veneen, kunnes vedä voima Fd jarruttaa sitä on tarpeeksi iso niin, että
- Fw = -{Fk + Fd}.
joten vene voi purjehtia lähellä tuulta: tyypillisesti 45° todellista tuulta, vaikka monet suorituskykyiset veneet menevät lähemmäs. Ja se tuntuu lähempänä kuin 45°, kuten näemme alla olevissa kaavioissa.,
- pieni harhauduttua: sivuttain osia tuulen ja veden veneen tekee veneen kantapää (tilt) päässä laskee, kuten on esitetty alla olevassa kaaviossa. Nämä kaksi vaakakomponenttia ovat samankokoisia, mutta vastakkaiseen suuntaan: voimina ne kumoavat, mutta ne tekevät vääntömomentin, joka pyrkii kiertämään venettä myötäpäivään. Tämän peruu toinen voimapari. Kelluvuus ja paino ovat myös yhtä suuret ja vastakkaiset, ja ne tekevät vääntömomentin vastakkaiseen suuntaan., Kun vene korkokengät oikealle, lyijy pohjassa kölin, joka on merkittävä osa painosta siirtyy vasemmalle ja kykenee vääntömomentti vastapäivään. Nämä kaksi vääntöä peruvat.
Joten nyt takaisin meidän kysymykseen: