3.7 帆船逆风行驶的道理

你能想象一艘船能顶着风前行吗？如果你问轮船方面的工作人员，他们会告诉你，当风和船的方向是完全相反时，船是无法行驶的；可是如果两个方向间呈锐角，约22°时船是可以前进的。

那么，当帆船的前进方向与风向夹角很小时，船又是如何逆风而行的呢？要解决这个问题，我们首先要弄清楚风是如何将力量作用到船帆上的。很多人以为船在行驶过程中，帆动的方向就是风的方向，其实并非如此，船的推动力是风向与帆面垂直力的合力。

我们设定图3-7中的箭头表示的是风向，线段 AB 表示的是帆。风力是均匀作用于整个帆面的，因此我们可以将受力点定在帆的正中心，于是这个力就可以分解为与帆面垂直的力 Q 和与帆面平行的力 P 。由于风与帆面间的摩擦力太小，力 P 推动不了帆前进，因此帆船的行驶就来自于力 Q 。

现在我们再来解释当夹角为锐角时，为何帆船仍能前进。我们假定图3-8中的线段 AB 表示帆面，线段 KK′ 为船的龙骨。箭头的方向是风向。我们转动船帆，使帆面恰好处于龙骨与风向夹角的平分线上。

根据图3-8所示的原理，力 Q 来表示风对帆的作用力，这个作用力是垂直帆面向下的。那么我们将这种力可以分解为与龙骨线垂直的力 R ，和沿龙骨线向前的力 S 。力 R 可忽略不计，因为龙骨吃水深，与船在行驶中遇到的水的阻力可以相互抵消，因此只有力 S 推动船前进，使船呈“之”字形逆风行驶，也就是船员们常说的逆风曲折行驶（图3-9）。