전 그냥 흔한 공대생입니다. 아무튼 미스버스터에 간단한 설명은 되어 있지만,

제대로 되어있지도 않고 여전히 논란이 많아 단계별로 만들어 올립니다.

빨간색: 선풍기가 배를 미는 힘

검은색: 바람의 방향

보라색: 돛이 배를 미는 힘

초록색: 진행 방향

1번: 일반적인 모터보트입니다. 물속의 프로펠러가 물을 뒤로 미는 힘의 반작용으로 모터가 고정된 배를 앞으로 밉니다.

상쇄할 힘이 없으므로 당연히 배는 앞으로 갑니다.

2번: 선풍기를 뒤로 향하게 한 배입니다. 기본적으로 프로펠러를 물 속에 넣는 이유는 물이 마찰이 더 크므로

더 큰 반작용의 힘을 얻기 쉬워서입니다. 하지만 선풍기처럼 공기를 밀어내더라도 1번과 작용원리는 같습니다.

3번: 선풍기를 앞으로 향하게 한 배입니다. 2번하고 같은데 선풍기 방향만 바뀌었으니 뒤로 가는게 당연합니다.

4번: 돛이 작을 경우입니다. 선풍기에서 나오는 바람이 돛을 미는데 돛이 작아서 선풍기가 만들어내는 바람의

전부를 잡진 못합니다. 작은부분의 바람이 돛을 미는 힘으로 선풍기가 배를 뒤로 미는 힘을 전부 상쇄시키진

못합니다. 결과적으로 배는 뒤로 갑니다.

5번: 일반적인 돛단배입니다. 자연적인 바람이 돛을 밀어내므로 앞으로 갑니다. 적은 바람으로도 앞으로

갈 수 있는데, 이는 상쇄시킬 선풍기의 반작용의 힘이 없기 때문이지요.

6번: 돛이 클 경우입니다. 이론적으로 선풍기에서 나오는 바람이 돛에 닿아서 멈춘다면 정확하게

선풍기가 배를 뒤로 미는 힘과 상쇄되어서 배는 움직이지 않아야 합니다 (좌측하단과 같이 돛이

플라스틱과 같은 단단하고 평평한 물체로 된 경우를 생각하면 됩니다). 하지만 바람은 돛에 닿아서

멈출 뿐만 아니라 다시 뒤로 튕겨저 나갑니다 (우측하단과 같이 돛이 곡면으로 되어 있을 경우

원래 바람의 힘은 처음 옆으로 반사될 때 전진하는 힘의 양만큼 돛에 전달, 그 이후 곡면성으로 인해

다시 뒤로 튕길때 추가로 힘을 전달). 그런 이유로 바람이 돛에 작용하는 힘은 선풍기가

배를 뒤로 미는 힘보다 커지게 되고 결과적으로 앞으로 나가게 됩니다. 실질적으로 돛 근처에서

작용하는 힘들은 생각보다 복잡합니다. 돛이 커야 하는 이유는 모든 바람을 맞아야 하기 때문이고,

그 외에도 뒤로 반사되어 나가는 바람이 선풍기가 불어내는 바람과 상쇄되지 않아야 하기 때문입니다.

또한 곡면에 작용하는 힘은 전부 전진방향의 힘으로 치환되는게 아니라 비스듬하게 대각선으로 바뀝니다.

변수가 많아요. 아무튼 최대한 간단하게 설명하면 이렇습니다.