바람을 가로질러

바람을 가로질러

 

 

 

 

 

 이번에는 돛의 각도를 앞 문제의 경우처럼 선체의 비스듬하게 고정하고 바람을 똑바로 가로질러 나간다. 그러면 바람부는 쪽으로 직진하는 경우보다 빠를까 느릴까?
a) 더 빠르다
b) 더 느리다
c) 같다

 

 

 

 

해답: 바람을 가로질러
 정답은 a).

앞에서처럼 돛의 표면에 수직한 힘 벡터는 수평-수직 성분으로 분해할 수 있다. 보트의 운동방향 성분은 배를 추진시키고 보트의 운동방향에 직각인 성분은 아무 쓸모가 없다. 이 경우 일차 힘 벡터(돛에 가해진 바람의 충격)가 먼저 경우보다 작아도 보트의 속력은 같게 된다.

 

 

 

그러나 실제로 힘 벡터는 먼저보다 크다. 어째서? 돛이 바람의 속도를 따라잡지 못하므로 먼저처럼 처지는 일은 없기 때문이다. 또한 보트가 바람과 같은 속도로 빨리 나아가도 돛에 가해지는 충격은 존재한다. 글서 보트가 더 빨리 나가게 되고 이런 위치에서는 바람보다도 빠르게 움직일 수 있다.

 

보트는 (“자연적인” 바람과 보트의 운동으로 인해 생긴 “인위적인” 바람의 합으로 나타난) “상대적 바람”이 돛의 표면을 따라 충격없이 볼 때 종단 속도에 도달한다.
 만일 바람의 속도가 두 배가 된다면 돛에 가해지는 충격력은 두 배 이상이 된다. 그것은 1초 동안, 공기가 두 배의 속도로, 두 배나 많이 돛을 때리므로ㅡ다시 말하면 두 배나 빠르게 움직이는 두 배의 질량이므로 네 배의 힘을 만들어낸다.