1/4
帆船:想不到吧,我在逆风时更快!
深圳晚报2020-04-09 21:14:00

我们都知道,帆船靠着风力前行,但你知道吗,帆船完全顺风时的航行速度其实并不是最快的,这是怎么回事呢?看似违背常理的现象背后又藏着怎样的科学原理呢?今天,小编就来和大家一起了解一下关于帆船的那些事~

帆船比你想象的更古老

帆船的起源最早可以追溯到古埃及时期,当时的人们就开始用一种原始的木帆船在尼罗河和地中海上航行。

这种木帆船桅杆的位置与现代帆船相近,都在靠近船头的位置。桅杆上横悬着由两根木杆支撑着方形的船帆。

这种帆船不仅承担了当时的航运任务,它也将古埃及文明的诸多成果传播到了地中海地区,对农业、历法和天文学的发展有着深远的影响。

现代帆船被认为起源于欧洲,并渐渐演变成一种体育运动,最早的文字记载可见于1900多年前,古罗马诗人维吉尔的作品。

到了13世纪,威尼斯开始出现定期举办的帆船比赛。不过当时的比赛船并不像现在一样有严格的规格和级别划分。

到了15世纪,三角形船帆正式登上历史舞台。与方帆相比,三角帆操纵更加灵活,船速更快,在帆船运动发展史上具有划时代的意义。

之后,随着资本主义国家对外扩张海外贸易的需要,帆船技术在17世纪得到了飞跃式的发展。到了19世纪,欧洲在帆船制造领域的水平已经处于世界领先地位。

1986年,帆船运动成为奥运会的正式比赛项目,获得了国际社会的认可和接受。

1907年,国际帆船联合会成立,目前已经成为国际上最大的体育单项协会之一。

现在,奥运会中的帆船比赛已经成为了9个级别、11个比赛项目的大项。

尽管帆船在我国同样拥有悠久的历史,但帆船比赛却是近几年才兴起的一项运动。

2008年北京奥运会之后,帆船运动也开始向着“专业化”和“国际化”的方向迅速发展。

帆船在哪个风向下“跑”得最快?

众所周知,帆船依靠帆借助风力航行。那么,你知不知道,它们在哪个风向下行进得最快呢?

相信不少小伙伴看到这个问题,会毫不犹豫地给出答案:当然是顺风的时候最快啊!

先别急着自信,真相可能要让大家大跌眼镜了。“一帆风顺”并不是帆船航行最快的情况。

那么,帆船究竟在什么样的风向下行进得最快?它航行的原理又是什么呢?小编这就和大家一起来了解一下。

先说结论,目前的研究和运动员的实践经验均表明,帆船在逆风情况下的航行速度,竟然是快于顺风的。这又是为什么呢?

因为现代帆船并不是像我们想象的那样,完全依靠风力的“推”动,而是依靠一种名为“静压力”的空气作用向前行驶。空气对于船帆的作用,可以分为“动压力”和“静压力”两种:

静压力的相关理论,是由瑞士物理学家、数学家丹尼尔·伯努利(Daniel Bernoull),于1726年在进行了一系列的实验研究后提出的,被称为“伯努利效应”,又名“边界层表面效应”。

在水流或气流中,流体的运动速度越小,产生的压强就越大;反之,流体的运动速度越快,产生的压强越小。

我们可以通过一项简单的实验来验证这一原理:向两张纸片中间吹气,我们会发现,纸张不仅不会向外飘动,反而会贴在一起。

这是因为中间的空气在我们的吹动下,流动速度增快,压强减小,两侧的空气流速慢,压强更大,内外两侧的压力差就这样将两张纸“压”在了一起。

帆船航行也是同样的道理。船帆向外凸起的一面被称为“背风面”,向内凹陷的一面被称为“迎风面”。

在逆风时,运动员会通过操作,使帆与船身形成一定的角度,空气在背风面流动速度加快,迎风面所受的空气压力高于背风面,产生一个较大的静压力。因此,逆风使帆时,船就是在这一静压力的推动下前进,速度甚至快于单纯依靠动压力的顺风状态。

处处可见的伯努利效应

不仅是帆船运动,伯努利效应在我们的身边也随处可见,接下来就让我们一起来看几个日常生活中的典型应用吧!

>>>>飞机飞行时的翼型升力

飞机机翼的横截面呈上下不对称的形状,机翼上方为向上凸起的弧面,上方的空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,这样一来,飞机在飞行时,空气就产生了作用在机翼向上的升力。

>>>>列车站台的安全线

坐过火车和地铁的小伙伴们一定见过,站台上划的黄色安全线,乘客在候车时,必须站在安全线以外才能保证安全。

这是因为列车高速行驶时,会带动周围的空气快速运动,若是乘客在列车停止前离车身太近,身体前后的空气会产生较大的流速差,身体后方较大的压力可能会将人推向火车,引发危险。

>>>>喷雾器的原理

喷雾器在工作时,瓶内的空气从小孔中迅速流出,瓶口小孔附近的压强小,而容器内液面上方的空气近乎静止,产生较大的压强,将液体压至瓶口,并在空气流的冲击下形成雾状,以达到喷雾的效果。

看似“不合常理”的现象背后,往往隐藏着奇妙的科学原理。让我们一起来养成这种“刨根问底”的思考习惯,在日常生活中不断地学习、进步吧!

知识产权、免责声明以及媒体合作联系
继续了解
知识产权声明

【知识产权声明】

除本司(指上海东方网股份有限公司)另行声明外,本司网页及客户端产品(以下简称“本网”),包括但不限于东方新闻、翱翔、东方头条等,所涉及的任何资料(包括但不限于文字、图标、图片、照片、音频、视频、图表、色彩组合、版面设计、商标、商号、域名等)的知识产权均属本司和资料提供者所有。未经本司书面许可,任何人不得复制、转载、摘编、修改、链接、镜像或以其他任何方式非法使用东方网的上述内容。对于有上述行为者,本司将保留追究其法律责任的权利。

东方网、东方新闻、翱翔,以上均为本司享有权利之合法商标,未经本司书面授权,任何单位或个人不得使用上述商标,或将上述商标用作网站、媒体名称等。

【免责声明】

1、凡本网注明来源“东方网”或“东方新闻”或带有东方网LOGO、水印的所有内容,包括但不限于文字、图片、音频视频,版权均属本司所有,任何媒体、网站或其他任何形式的法律实体和个人未经本司书面授权均不得转载、链接或以其他方式复制传播。与我司签订有关协议或已经获得本司书面授权许可的媒体、网站或其他任何形式的法律实体和个人,应在授权范围内使用,且必须注明来源“东方网”。其目的在于传递更多信息,并不意味着本司赞同其观点或认可其内容的真实性。如果其他媒体、网站或其他任何形式的法律实体和个人使用,必须保留本司注明的“稿件来源”,并自负全部法律责任。如擅自篡改为“稿件来源:东方网”,本司将依法追究责任。

2、擅自使用东方网名义转载不规范来源的信息、版权不明的资讯,或盗用东方网名义发布信息,设立媒体账号等,本司将依法追究其法律责任。

3、鉴于本网发布主体、发布稿件来源广泛,数量较多,如因作者联系方式不详或其他原因未能及时与著作权拥有者取得联系,或著作权人发现本网转载了其拥有著作权的作品时,请主动来函、来电与本司联系,或与本司授权的中国文字著作权协会联系,提供相关证明材料,我方将及时处理。
中国文字著作权协会联系方式:
联系人:赵洪波 唐亚静
地 址:北京西城区珠市口西大街120号太丰惠中大厦1027-1036室
联系电话:010-65978917
邮 箱:wenzhuxie@126.com

4、本网所有声明以及其修改权、更新权及最终解释权均属本司所有。

【媒体合作】

本司为尊重保护著作权,鼓励有益于社会主义精神文明、物质文明建设的作品的创作和传播,促进互联网良性发展,本着平等互惠、资源共享的原则,诚邀各类媒体、网站、单位、个人与本网建立友好的合作关系。
媒体合作、内容转载请联系
联系人:杨老师
联系电话:021-22899781