marta_inj (marta_inj) wrote,
marta_inj
marta_inj

Categories:

Волны воды



Если бы катер бежал по гладкой воде водохранилища, никакого выпрямления волны перед ним не было бы. Была бы обычная волна "птичкой". Потому что между молекулами воды, очевидно, есть связи, и по ним на большие расстояния передается сила, сообщаемая катером.

Движение в канале - другое дело. Вода явно слабее связывается со стенками канала, чем с массой воды в море или водохранилище. Стенкам вода не передает силу, поэтому вся энергия собирается в солитон - волну перед катером, и эта волна может двигаться и без катера, просто за счет упругости связей между молекулами.
То есть солитон не может существовать в сплошной среде, а только в среде, отграниченной от окружающего. Только в этом случае условие "отсутствия диссипации" будет выполняться.


Катер может порождать всего одну волну, если двигается медленно, а может - много волн. Каждый прогиб среды (воды в данном случае) требует определенного количества энергии. Если энергии больше, возникнет второй прогиб (вторая волна), третий и т.д. Чем обусловлена эта порция энергии? Растяжимостью связей. Ею же обусловлен и размер ямки под объектом - чем больше масса, тем больше ямка.


Когда объект начинает двигаться по поверхности среды, он начинает растягивать связи в одном направлении. Растяжение (напряжение) начинает перераспределяться в разные стороны. Если энергии молекулам среды передано много, а связь с впереди/сбоку/снизу лежащими молекулами еще не отреагировала (инерционность связей), то молекула не может двигаться назад (там катер), вперед или вбок (там другие молекулы воды, которые не так просто сдвинуть), и ей ничего не остается, как двигаться в свободном направлении - вверх.

Если катер двигается слишком быстро, то он разрывает волны перед собой: каждой молекуле, прилегающей к катеру выдается столько энергии, что она разрывает связи с окружающей водой и капли взлетают вверх. Здесь уже прослеживается предел прочности связи.

Высота волны зависит от глубины - чем глубже дно, тем ниже волна. Собственно, этот факт говорит о том, что энергия распределяется на всю толщу воды, ограничено это распределение лишь инерционностью связей. А значит, дело не только в водородных связях и электрическом взаимодействии концов диполей.
Tags: Волны
Subscribe

  • Ожидания

    Иногда бывает, что-то такое придумаешь для своих учеников-школьников, и думаешь: «Вот как нам всем будет интересно!» и собираешь материалы, покупаешь…

  • Коллективный разум

  • Простенькие бытовые сливы энергии

    Сын-подросток и мать. Сыну тысячу раз было сказано, чтобы мыл посуду за собой как минимум к приходу матери с работы. Но в очередной (двухсотый) раз…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 28 comments

  • Ожидания

    Иногда бывает, что-то такое придумаешь для своих учеников-школьников, и думаешь: «Вот как нам всем будет интересно!» и собираешь материалы, покупаешь…

  • Коллективный разум

  • Простенькие бытовые сливы энергии

    Сын-подросток и мать. Сыну тысячу раз было сказано, чтобы мыл посуду за собой как минимум к приходу матери с работы. Но в очередной (двухсотый) раз…