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最近刚好在研究五下《船的研究》单元第5课《给船装上动力》这一课,教材中有这一环节,给船装上船舵,从而可以让小船保持一定的方向。一开始我是比较疑惑的,船舵的方向到底和小船行驶的方向有什么关系?通过查阅资料,对船舵有了更深的认识。在这里把收集到的资料跟大家分享一下。但可能会存在一些认识上的错误,如有什么不对之处,请多多指教,我会及时更正。
由来:船舵是用来操纵和控制船舶航向的,一般位于船尾,又称船尾舵。其实舵是由桨演变而来。桨可以在作推进工具时,兼顾控制航向。但当众多桨手划船时,既要推进又要控制航向就相当困难,于是就专设一名桨手控制航向,他位于船尾,因为船尾距船的转动中心较远,在改变船的航向上最省力、快捷,同时他又与推进桨手互不干扰。后来船体加大,桨叶面积也随之增加,就逐渐产生了舵。
据说最早的舵诞生于东汉时期。
这是在广州出土的东汉陶船,据今已近两千年,在其尾部正中位置上已经有了舵,这个舵比操纵桨桨叶的面积宽展很多,还残留着以桨代舵的痕迹。但从世界范围来说,它是最早的舵,到了12世纪末,相当于我国南宋时期,在西方教堂的雕刻上才出现了欧洲最早的舵。
为了具体研究船舵的方向和小船运动的方向之间的关系,我试验了几次。首先我是在船尾下端放入一根木棍,作为船舵(如下图)发现木棍向左偏,小船就向左行驶;木棍居于中间横横放,小船就向前行驶;木棍向右偏,小船就向右偏。
然后我又试了下爱牛学具里给的船舵(是一个透明的半圆形塑料片),把它竖直插入船体,就像图中那样,距查阅资料,原来这种舵叫垂直舵。我把船舵向左偏移,发现小船也向左行驶;船舵向右偏移,小船向右行驶;船舵居中不偏移,小船则向前行驶。
通过2种安装船舵的方式,可以发现船舵的方向和小船的形式方向确实有关,且船舵朝哪,小船就往哪个方向行驶。(因为教材和教参中都没有给出这个结论,所以我也不敢确定)
接下来,是我的理论分析,如有错误,请指教。
当船向前航行时,水流相对于船的行驶方向是相反的,因此水流的方向是向后的。若此时船舵是向右倾斜,那水就会有一个作用力F压到了船舵上,在力的作用下,船会围绕着船的重心顺时针转动起来,即向右转动。而且船与水的相对速度越大,即船的行驶速度越快时,舵就会越灵敏。但是如果船与水的相对速度为零,即相对静止时,舵的灵敏度很低,就无法使船转动起来了。
金亚军