바람부는 쪽으로 2

바람부는 쪽으로 2

 

 

이번에는 바람부는 방향으로 항해를 하지만 앞의 경우와는 달리 바람이 부는 방향으로 놓인 배의 용골과 돛이 직각을 이루지 않게 돛대를 돌린다. 그러면 배의 속도는 어떻게 될까?
a) 감소한다
b) 증가한다
c) 아무런 변화도 없다.

 

 

 

 

해답: 바람부는 쪽으로 2

정답은 a). 여기에는 두 가지 이유가 있다. 첫째, 돛이 비스듬히 기울어져 바람을 덜 받으므로 돛에 대한 충격도 적다. 둘째, 바람에 의한 충격력의 방향이 보트가 움직이는 방향과 같지 않다.   어떤 유체나ㅡ기체든 액체이든 간에 그것이 평평한 면에 작용하게 되면 그때 힘의 방향은 그 면에 수직하게 된다. 그러므로 이 힘을 나타내는 벡터 화살표의 방향은 돛의 면과 직각을 이룬다.   이 힘의 벡터는 앞의 문제처럼 돛이 바람을 최대로 맞는 경우보다 작을 뿐 아니라 이 벡터의 일부는 보트의 움동방향과 같게 된다. 바로 이 성분이 보트를 움직이는 추진력이 된다.(보트의 운동방향과 수직한 힘의 성분은 보트를 옆으로 밀어붙일 뿐 앞쪽으로 나아가게 하지 않는다.)   그래서 보트는 바람에 의해 앞으로 나아긴 하지만 먼저번 경우 만큼 많은 힘을 받지는 못한다. 그리고 돛을 점점 더 기울일수록 힘 벡터의 크기는 점점 감소해 추진력 성분 또한 작아진다.   돛을 완전히 돌려서 선체와 나란히 하면 그때는 바람을 전혀 받지 않아 추진력은 0이 된다.

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