Waarom kan een boot vooruitvaren als hij aan de wind vaart?

Nathalie, 15 jaar
20 september 2008

Als een boot aan de wind vaart, gaat hij toch snel vooruit ook al ligt hij bijna in de wind. Hoe komt dat dat je dan toch heel snel vooruit geraakt?

Antwoord

Een zeil kan op 2 manieren werken. In de stand 8 op jouw figuur blaast de wind achteraan op het zeil en dan is de kracht die wordt uigeoefend in de richting van de wind. Als een zeil echter wordt aangestroomd onder een kleine hoek werkt het zoals een vliegtuigvleugel. Een vliegtuig vliegt horizontaal, maar de grootste kracht die op de vleugel werkt is in de vertikale richting (liftkracht). Deze kracht is typisch meer dan 10 keer groter dan de weerstandskracht op de vleugel. Voor een goed begrip: ik redeneer even alsof het vliegtuig stil staat en de lucht met de snelheid van het vliegtuig vanuit de vliegrichting komt aanwaaien: dan staat de liftkracht loodrecht op de richting van de aankomende lucht/wind (niet loodrecht op de vleugel) en de aërodynamische weerstandskracht ligt gewoon in de richting van de aankomende lucht/wind.

In bv. de situatie 2 (aan de wind) is de kracht uitgeoefend door de wind op het zeil dus voornamelijk naar links gericht (loodrecht op de richting vanwaar de wind komt). Een component van die kracht ligt dus in de richting waarin de boot vaart en zal die dus voortstuwen in die richting. Hoe sneller de boot gaat hoe meer weerstand die zal ondervinden van het water en als die weerstandskracht even groot wordt als de aandrijvende kracht blijft de boot met die snelheid varen. De andere component van de kracht ligt loodrecht op de richting waarin de boot vaart en zal de boot dus zijwaarts doen afdrijven maar dit wordt gecompenseerd door de kracht uitgeoefend door het zwaard van de boot.

PS. Wanneer de boot een snelheid heeft moet je kijken hoe de wind waait relatief t.o.v. de boot en dit bepaalt dan de richting van de lift en de aërodynamische weerstandskracht. Bv. in situatie 8, als je even snel gaat als de wind, wordt het relatief windstil. Dan is er ook geen kracht meer die de boot aandrijft en vermindert dus de snelheid van de boot door de weerstand van het water. Je kan dus nooit zo snel gaan als de wind in die richting. Als je schuin vaart t.o.v. de wind dan draait de relatieve richting van waaruit de wind waait. Hoe sneller je vaart, hoe meer relatieve kopwind je zal krijgen. Echter zolang de relatieve windrichting een hoek maakt met de vaarrichting krijg je een 'lift'kracht op het zeil die een component heeft die de boot zal aandrijven. Hoe minder vaarweerstand de boot heeft in de vaarrichting, hoe sneller je dan vooruit geraakt.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2018
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen