“大海航行靠舵手”，那么舵是怎么控制船行进的方向呢？

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随着学期的推进，很多五年级的同学都学到了第二单元《船》。伴随而来的就是很多关于船的问题，近期小鱼被问到最多的就是船舵控制船方向的问题，例如以下这道选择题：

你知道答案是哪个选项吗？欢迎留言作答哦~

许多同学搞不清楚船舵方向和船偏转方向的关系，那么今天小鱼就为大家解释一下“船舵如何控制船的前进方向”这个问题。

什么是舵？

首先我们要了解，什么是舵？舵是用来控制航向的船尾操纵工具，它由桨演变而来。

在独木舟刚出现的时候，人们利用桨来推进独木舟的前行并控制方向。但是随着独木舟变成船，而且船越来越大，此时就需要越来越多的人来划桨。

象这样的划龙舟比赛，就非常考验桨手之间的配合。来源：读嘉新闻 赵颖硕

如果每把桨都既要使船前行，又要控制方向，是非常不容易的，一旦合作不协调就会使船偏离预定方向。慢慢的人们开始利用船尾的桨来控制方向，称之为舵桨。通过人们的不断研究，舵桨面积不断增大，但如果只靠人划动的话，非常吃力。后来，人们发现变换桨叶的角度会影响船只的行进方向，于是，人们将其固定在一个支撑点上，让其绕轴转动，这就是舵。

值得我们自豪的是，舵是中国人发明的。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很多，还残留着以桨代舵的痕迹。直到10世纪，舵才传入阿拉伯地区，12世纪传入欧洲。舵的发明对世界航海史产生了深远的影响。

图片来源：Pixabay

知道了船舵的由来，接下来我们就来分析一下船舵的工作原理吧~

船舵的工作原理

首先，当小船正常前进时，船舵和小船行进的方向一致，此时不会对小船的运动方向产生影响。

当控制船舵偏向一侧时，舵叶受到的力就发生变化了。接下来小鱼画图来解释一下：

灵魂画手小鱼的船舵作用分析图

首先，小鱼画的图1是从下往上看的船底视角，此时舵叶相较于船底是向左偏的；图2是从上往下的船顶视角，从这个视角看，船舵的舵叶是向右偏的；图3小鱼用绿色的笔画了螺旋桨运动时的水流方向，此时舵叶左边的水流速度会大于右边的水流速度。

如果平面图不好理解，小鱼再补一张水流的动态图：

船底视角的水流动态图

为什么水流速度会产生差异呢？因为当舵叶偏转动一个角度，两侧的水流就不再保持对称。舵叶偏转角度的这面叫迎水面，它的背面为背水面。水流再要绕流舵叶时，背水面的流程就要比迎水面的要长，背水面的流速也就会更快。

流速快的背水面静压力就会比迎水面的要低，这样迎水面和背水面会产生压力差，而两侧所受水压力的合力就称为舵压力。舵压力垂直于舵叶，并作用于舵叶的压力中心，指向舵叶的背水面。除了舵压力外，水流还会对舵叶产生一个于舵叶中心线方向一致的摩檫力，而舵压力摩擦力的合力就是水作用力。正是这个水作用力使小船发生了转向。

这样我们就得到了结论：船舵的偏转方向与船的前进方向一致。

如果还是不理解的话，可以看看这个实验 视频，或者自己 做个小船来实践一下 吧。

现在，让你来做开头的题目，你知道选哪个答案了吗？

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