生活中的力学原理

因为沿船逆着风向才能到达目的地，所以船不能一直沿着图1中实 际航向一直运动下去，否则会偏离目标太远，所以到了一定的时刻 要改变船的实际航向，使风从另一侧吹来，原理同上。这样，船实 际走的是“之”字形路线才能充分逆风行舟张帆获得前行动力，又不 偏离原来的航向.
为了使逆风扬帆时能最有效地利用风力，就必须选择适当的航向 和帆向。所谓最有效地利用风力，并非只追求作用在船上的分力F3 最大，还要考虑实际航向与本来航向间的夹角应尽可能小，这样才 能最短时间到达目的地。
• 帆船侧逆风前进的理由与上例类似。
设作用在帆面上的风力可以分解为平行帆面的力F1和垂直 帆面的力F2，根据帆面的凹陷效果可知F1较小、F2较大。
垂直于帆面的力F2又可以分解为沿船实际航 向的力F3和垂直于船实际航向的力F4。
调节舵向使水对船产生的横向阻力与F4和F1在垂直于船实际航向上 的分力相平衡；而F3沿船的实际航向方向比F1在沿船实际航向上的 分力和此方向上水的阻力之和大或至少相等，使船在这个方向加速 或匀速前进，这是船航行的动力.
• 如果你实验确有困难，请你用三角板（一 角为30°的直角三角板）、铅笔和直尺先 做如下的实验。
把直尺固定在某一位置，将 三角板的一个长直角边靠在 直尺的边沿上，再用铅笔从 侧面前方顶压三角板的斜边 ，如图（一）3．12－2所示 ，你将会看到三角板不是向 后退，而是沿着直尺前进了 ，也许你能从这个实验中得 到启发，去完成侧逆风行舟 的任务。
• 我们先把三角板能够前行的原理作一分析：当用铅笔从侧 前方顶压三角板的斜边时，铅笔对三角板的力可以分解为 对斜边的压力N和摩擦力f（见图（二）），我们又可以把 N分解为沿直尺方向的力F1和垂直于直尺方向的压力F2。 在摩擦力f比较小时，可以忽略它的影响，则F2将与直尺作 用在三角板上的压力平衡，而F1将推动三角板前进。
逆风行舟的力学原理
• 用一个泡沫塑料或木料做一个帆船模型，用一根木棍插入船体作为帆 船的桅杆，在桅杆上固定一片用塑料垫板做的帆，在穿过船体的木棍 的下端加适当配重（例如螺帽等物），使帆船模型能稳定地浮于水中 ，在船尾下方固定一个小舵。整个帆船如图。
• 实验时，把船的模型放在一只大水槽（水盆）的水中，用电风扇沿着 一定的方向对船吹风，适当调整帆面、舵面的位置和船头的方向，使 船能侧逆风而前进。
现在的帆板运动员在比赛中要不断改变帆面也是利用以上原理来进 行比赛的，最有效地利用风力逆风行舟实际上是非常复杂的力学问 题，在技术上对运动员的要求也原理