navigatie aproape de vânt utilizează forma de vele pentru a genera lift. Pentru a curge în jurul pânzelor, vântul trebuie să devieze în direcție, așa cum arată săgețile pentru viteza inițială vi și viteza finală vf, care sunt date cu privire la barcă. Schimbarea vitezei dv este în direcția indicată. Accelerația aa a aerului este dv / dt, astfel încât forța Fa pe care velele o exercită asupra aerului este în aceeași direcție. (Prima și a doua lege a lui Newton: F = ma.) Forța Fw pe care vântul o exercită pe pânze este în direcția opusă., (Există, de asemenea, un efect Bernoulli, care contribuie într-un mod secundar.)
rețineți că nicăieri în acest argument nu a trebuit să spunem că vântul a fost mai rapid decât barca. acum, această forță este în principal lateral pe barcă și devine din ce în ce mai lateral pe măsură ce vă apropiați de vânt. Cu toate acestea, o parte din forță este înainte: direcția în care vrem să mergem. Deci…
De ce barca nu derivă lateral?Ei bine, face un pic, dar atunci când o face, chila, o zonă mare aproape plat sub barca, trebuie să împingă o mulțime de apă lateral., Apa rezistă la acest lucru și exercită forța laterală Fk pe chilă.
aceasta anulează componenta laterală a Fw. În ceea ce privește componenta înainte: accelerează barca până când forța de tracțiune Fd care o ține înapoi este suficient de mare încât
- Fw = -{FK + FD}.
deci, o barcă poate naviga aproape de vânt: de obicei 45° față de vântul adevărat, deși multe bărci de înaltă performanță merg mai aproape decât atât. Și se simte mai aproape de 45°, așa cum vom vedea în diagramele de mai jos.,
- o mică digresiune: componentele laterale ale vântului și apei de pe barcă fac călcâiul (înclinarea) bărcii departe de vânt, așa cum se arată în diagrama de mai jos. Aceste două componente orizontale au dimensiuni egale, dar direcția opusă: pe măsură ce forțele anulează, dar fac un cuplu care tinde să rotească barca în sensul acelor de ceasornic. Acest lucru este anulat de o altă pereche de forțe. Flotabilitatea și greutatea sunt, de asemenea, egale și opuse și fac un cuplu în direcția opusă., Pe măsură ce barca se îndreaptă spre tribord, plumbul de pe fundul chilei, care are o fracțiune substanțială din greutate, se deplasează în port și exercită un cuplu în sens invers acelor de ceasornic. Aceste două cupluri se anulează.
Deci, acum, înapoi la întrebarea noastră: