The Physics of Sailing Explained pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Sheridan House Inc

作者:Anderson, Bryon D.

出品人:

页数:160

译者:

出版时间:2003-12

价格:$ 22.54

装帧:Pap

isbn号码:9781574091700

丛书系列:

图书标签:

航海物理学
帆船
流体力学
空气动力学
海洋学
物理学
运动学
动力学
帆船设计
航海

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具体描述

What is the best shape for a sailboat? How does turbulence affect a sailboat's movement through the water? Is it true that some sailboats can sail faster upwind than downwind? Authoritative yet accessible, this is the perfect work for those sailors who want to enhance their understanding and enjoyment of life at sea. It will enable readers to better grasp how sails, keels, and hulls work together to keep seafarers afloat, and will sharpen their skills with a more subtle and thorough appreciation of why various boat design features are present and why certain tactics work in certain situations. Anderson, a professor of physics at Kent State University and an avid sailor, outlines the science behind sailing in such a way that anyone can understand and benefit from without having to trudge through a physics text or become a marine engineer. Concepts are conveyed simply, concisely, and with many examples and illustrations. With the help of this invaluable book, sailors will be better prepared to handle any situations that might arise on the water.

《航海物理的奥秘：风、水与帆的协奏曲》这本书并非直接阐述《航海物理的奥秘》一书的内容，而是带领读者一同踏上探索航海背后深层物理原理的旅程。我们将深入剖析，为何看似简单的帆船能够驾驭狂风，在波涛汹涌的大海上乘风破浪。首先，我们从最基础的空气动力学谈起。船帆，这个看似普通的布面，在风的作用下，如何变成强大的推进器？我们将详细解析伯努利原理和牛顿第三定律在帆船设计中的应用。读者将了解到，帆的曲面设计能够有效地改变流经其两侧空气的速度差，从而产生一个指向前方的升力。这种升力，才是推动船只前进的真正动力，而非仅仅是风的直接推力。我们将通过生动的图示和详实的计算，展示不同帆形、不同角度下产生的升力变化，以及如何通过调整帆的角度来优化这一过程。接着，我们将聚焦于水动力学，探讨船体与水的相互作用。船体为何能够浮在水面上？这背后隐藏着阿基米德原理。我们将深入解释浮力产生的机制，以及船体排水量的概念。更重要的是，我们将探讨船体在水中前进时所遇到的阻力，包括摩擦阻力和形状阻力。读者将了解到，流线型的船体设计如何最大限度地减小水的阻力，以及不同材料、不同船底涂层对阻力产生的影响。我们还将触及“水线”（waterline）这一重要概念，它不仅定义了船体在水面上的姿态，更直接关系到航行效率。然后，我们将深入探讨风与帆的动态平衡。航行并非仅仅是迎风前进，更重要的是如何巧妙地利用风力。本书将详细解析“逆风航行”（tacking and beating）的物理原理。通过分析风向、帆的角度以及船体与风的角度之间的复杂关系，读者将理解为何船只能够以一定角度斜向前方，逐步逼近上风方向。我们将通过实例，演示不同风况下，水手如何通过精妙的帆面调整和船舵控制，实现高效的航行。此外，我们还将触及船体的稳定性。为什么在大风浪中，船只不容易倾覆？这涉及到重心、浮心以及恢复力矩的概念。我们将详细解释船体设计中的稳定性原则，例如龙骨（keel）的作用，它不仅能提供侧向的阻力，防止船体漂移，更能显著增强船体的稳定性。读者将了解到，不同类型的船只，如单体船、多体船，在稳定性设计上有着显著的区别，而这些区别的根源，都在于其对物理原理的不同应用。这本书还将带领读者思考更深层次的物理现象，例如水的表面张力、波浪的传播特性以及风的湍流特性对航行的影响。我们将探讨不同类型波浪（如规则波和不规则波）如何影响船体的运动，以及如何通过船体设计和航行技巧来应对这些挑战。最后，我们将把理论付诸实践，通过对经典帆船设计和现代高性能帆船的分析，展示物理原理如何在实际应用中得到体现。从古代的简易帆船到如今的超级帆船，每一次技术的革新，都离不开对航海物理学的深刻理解和巧妙运用。本书旨在通过系统性的讲解，帮助任何对航海充满好奇的读者，揭开帆船航行背后的科学面纱，理解风、水与帆之间那令人着迷的物理学交响曲。它将激发你对海洋、对自然、对科学的全新认识，让你在欣赏航海之美的同时，也能感受到其中蕴含的严谨与智慧。