[리메이크] 삼각돛은 어떻게 역풍에도 앞으로 갈수 있을까? with 클로바더빙

[@조철웅-v9b]

베르누이 이론이 적용될려면 배행기 날개처럼 돛이 딱딱한 형태여야 함. 비밀은 삼각형의 돛에 있음. 맞바람이 직각 삼각형 돛의 빗면으로 흘러 나가며 비스듬이 배를 빗면의 반대방향으로 배를 밀어내는 힘이 작용하고 센터보드는 다시 저항으로 배의 진행방향을 좀더 바람이 부는 쪽에 가깝게 만듬. 결국 지그 재그로 항해를 함.

[@에코맨]

비행기에서도 이미 양력에 의한 부력 원리는 폐기되었는데요? 그냥 바람이 밀어내는 힘이라고... 양력 설명을 들었지만 실제로 배가 운항할 수 있는 각도가 의외로 좁고 그 방향에서 불어오는 바람이 결국 돛과 접촉하는 순간을 보면 바람이 돛을 밀고 있고, 바닥의 킬 역시 그렇게 밀어내는 물의 흐름을 한번 더 방향을 틀어 흘려보낸다는 점을 보면 이 이론 역시 이제 폐기되어야 하지 않을까요?

[@user-과학쉽다]

베느루이 원리가 만드는 양력이 비행기를 띄우기에는 많이 부족한 것이 맞습니다. 그래서 이번달에 비행기의 비행 원리를 설명하는 영상에서 추가적인 설명을 할 계획입니다. 삼각돚의 경우 더이상 무역선에서는 돛을 쓰지 않고 있기 때문에 관심이 덜해 대부분의 영상과 자료에서 여전히 베르누이 원리를 사용해 설명하는 것 같습니다.

[@에코맨]

@@user-과학쉽다 삼각돛은 바람이 휘어나갑니다. 마스트 부분은 뻣뻣하지만 끝으로 가면 휨세가 깊어집니다. 35도라도 바람의 휨세는 깊어져서 더 큰 각도를 형성합니다. 이 각도에 대거보드가 물살까지 휘게 만들기 때문에 데드존을 넘기만 하면 속도가 납니다. 그러나 심각한 각도로 배가 자빠지죠. 만일 양력만의 문제라면 배가 전복될 일은 없죠.

[@리치업]

6:24 리메이크영상을 봐도 역시 이해가 안되네요. 제가 이상한건가요? 배가 오른쪽윗쪽으로 움직이는데 왜 센터보드에 걸리는 저항을 이야기하는건지 이해가 안되네요. 센터보드에 저항이 걸리는 이유는 순전히 바람에 의해 배의 수면 윗부분이 받는 작용힘에 대한 반작용에 불과하지 않나요? 그럼 센터보드가 받는힘과 바람이 배에 가하는 힘이 상쇄되고, 결국 남는 알짜힘은 돛에 걸리는 양력밖에 남지 않으므로 배는 바람이 불어오는방향의 90도방향으로밖에 못움직인다는 결론이 나와야 되는데요? 센터보드에 걸리는 알짜힘이 존재한다면 어떤원리로 센터보드에 알짜힘이 걸리는건지 설명이 필요할듯 합니다.

[@user-과학쉽다]

그렇게 생각 할 수도 있겠네요 사실 여기 삭제된 내용이 조금 있습니다. 베르누이 원리에 의한 양력도 배에 작용하는 두개의 힘으로 나눠야 합니다. 각각 ±45도 각도차이가 나는 두개의 성분으로 벡터를 분리하면 배가 앞으로 나가는 성분과 측면으로 작용하는 두개의 힘이 배에 작용하는 것을 알 수 있습니다. 측면으로 작용하는 힘은 센터보드에 의해서 삭제되고 배의 앞쪽으로 작용하는 힘만 남기 때문에 앞으로 갈 수 있습니다. 이 부분까지 설명하면 물리와 벡터를 배우지 못하신 분들이 너무 어려워하실 것 같아 이 부분은 빼고 설명했습니다. 혼돈을 드렸다면 사과드립니다.

[@zerojin2]

센터보드나 keel이 있어야만 하는 이유는 Sailing Faster Than The Wind - How Is That Even Possible? 영상 중반부 참고하세요. 가장 직관적입니다. 돛에서 일종의 양력이 생기는 이유는 코안다 효과 작용반작용, 베르누이 정리 셋을 절묘히 그냥 엮어서 이해하면 되고요

[@user-과학쉽다]

@@zerojin2 그렇군요 저도 가서 봐야겠네요. 알려주셔서 고맙습니다

[@이재효-y9l]

기울어진 돛에 바람이 맞으면서 충돌되는 힘과 돛에 의해 공기가 상대적으로 폐색되면서 돛의 뒷 공간의 공기 입자들의 농도가 낮아지고 압력이 줄어들어서 뒤로 끌리는 Drag force의 합력 때문에 배가 움직이는 것이 아닌가요? 저는 유체역학에 대해서는 잘 모르지만 알아보고 싶네요.

[@user-과학쉽다]

돛의 뒷부분의 공기는 돛에 갇혀 있는 것이 아니라 윗부분과 마찬가지로 계속 흐르고 있습니다. 그 속도가 윗부분보다 느리기 때문에 공기의 밀도가 높아져 돛의 앞부분보다 압력이 크기 때문에 배를 앞쪽으로 미는 힘이 발생합니다. 추가로 다른 현상도 같이 일어나지만 그것은 8월중에 비행기의 비행 원리에 관한 동영상을 만들면서 설명할 계획입니다.

[@남도석성]

이 이론은 오류라고 이미 증명된걸로 아는데요?

[@user-과학쉽다]

이 채널은 이공계를 전공하는 학생들을 위한 채널이 아니므로 이해하기 쉬운 베르누이 원리를 사용했습니다. 8월쯤에 비행기가 뜨는 원리에 대한 내용을 다룰 계획입니다. 그때 베르누이 정리의 부족한 부분을 설명할 것이니 그때도 와서 시청해주세요