帆船:想不到吧我在逆风时更快!

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。

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。

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),
更多精彩尽在这里,详情点击:http://cnclinics.com/,帆船运动于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。

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。

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!

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