ヨットが進む理由って何？

時々ですが、テレビとかでヨットが写っているシーンを見かけます

ヨットに乗って海を駆ける

その時に、帆船を思い浮かべました

イメージとしては無人島から脱出するために、木で土台を作ってそこに帆を取り付けているようなやつです

その帆船は帆に風邪を受けて進んでいると思うのですが、

実際に風が吹いている方向に進む、つまり風下の方に進む

その時に舵をとるために、後ろに舵みたいなものがついてることが多い

しかし、ヨットではそのようなものが見当たりません

では、「ヨットで進む方向はどのように操作しているのだろう？」

今回はこの疑問について調べていきたいと思います

ヨットの進む原理

調べてみるとヨットというのは風上に向けてまっすぐ走ることはできないようですね

ところが、風上に対して４５度傾くと進むことができるみたいです

風を利用して進むヨットなので、風下の方へ進むのは理解できますが

まさか風に向かって進むことができるというのは驚きました

風下に進むのは、風の力を受けて進む

では、風上に進む原理というのはどのようなものなのでしょうか？

ここで大きな役割を担っているのが揚力です

揚力というと飛行機が飛ぶための力でもありますね

揚力は進行方向に対して垂直に働きます

ヨットで風上に対して４５傾いた状態で揚力を受ける

そうすると、風上に進むことができるようになるわけですね

ただ、ずっと同じ向きに進んでいくと風上に対してまっすぐ進むことができない

そのため、ジグザグに進むことで風上方向に進んでいきます

これがヨットが風上に進む原理ですね

なんで４５度までなの？

そこでとある疑問がうかんできました

それが「なぜ風上に対して４５度までなのか？」というものです

参考にしたサイトでは４５度という記述しか書いてありません

それに対する答えを考えました（あくまで個人の考えです）

それが帆の受ける力の関係によるものです

揚力は進行方向に対して９０度に働きます

その時、帆には揚力以外の力も働いています

その力というのが風下に押し戻す力です

この揚力と押し戻す力の二つの関係によってヨットが進む方向が決まる

そこで４５度という角度が重要になってくる

４５度を超えると、二つの力の合力が風下に向いてしまう

４５度を超えると、揚力の進行方向にすすむ力が弱くなり、押し戻す力が大きくなる

そのため進むことができなくなるというものです

もし数式とかから４５度というのが示せるよっていうのありましたら、ぜひ教えてください！