Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Физический фейерверк 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 [ 70 ] 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

Если эта амплитуда больше некоторого критического значения, то волна разбивается и образуется пена. Но вспенивание происходит только в тот момент, когда отдельная волна проходит через центр группы. Поэтому полосы барашков возникают периодически, одна за другой.

4.44. Перед медленно движущимся судном образуются волны относительно небольшой длины. Несколько таких волн всегда находятся по борту судна. По мере ускорения движения судна длина волн перед ним увеличивается, пока, наконец, не сравняется с длиной судна. Тогда волны, идущие перед кораблем и позади него, начинают усиливать друг друга - судно оказывается как бы в ловушке между двумя гребнями, один из которых вырастает перед носом корабля, а другой - за кормой. При дальнейшем увеличении скорости судна волны начинают оказывать значительное сопротивление движению, и чтобы преодолеть его, приходится затрачивать дополнительную мощность. Для корабля на подводных крыльях подобной проблемы не существует, так как его корпус приподнят над водой. Крылья, опущенные в воду, действуют так же, как крылья самолета: из-за отклонения обтекающего их потока воды возникает подъемная сила (см. задачу 4.31). Что касается подъемной силы, то корабли на подводных крыльях - это те же самолеты, только летают они в воде.

4.45. На воде могут возни-

кать волны двух типов: капиллярные волны, определяемые главным образом поверхностным натяжением жидкости, и гравитационные волны, обусловленные силой тяжести. Волны большой длины относятся ко второму типу, короткие волны - к первому. Ни те, ни другие волны не распространяются со скоростью меньше 0,23 м/с. Если жук-плавунец двигается медленнее, то волны вообще не образуются. Когда же он плывет с большей скоростью, образуются волны обоих типов. Групповая скорость капиллярных волн больше их фазовой скорости, поэтому эти волны оказываются впереди жука. Групповая скорость гравитационных волн меньше фазовой, поэтому они наблюдаются позади жука. Отчетливо видны лишь капиллярные волны, создаваемые жуком, гравитационные же можно заметить лишь при внимательном рассмотрении.

4.46. Если бы корабль создавал волны одинаковой длины, то угол их расхождения можно было бы определить точно так же, как определяется угол конуса ударной волны, создаваемой сверхзвуковым самолетом: sin 6 = с/у, где с - скорость звуковой волны, V - скорость самолета. Но корабль оставляет волны в широком диапазоне длин, и они распространяются с различными скоростями. Из любой точки, через которую проходит корабль, эти волны расходятся по всем направлениям, причем более длинные волны движутся быстрее коротких. Однако в результате интерференции эти волны в основном уничто-

жаются, за исключением области некоторого кольца, расширяющегося вперед по направлению движения судна. По мере продвижения судна вперед за ним остается цепь таких колец (чем дальше от корабля, тем кольцо больше). Эти кольца и образуют V-образную область за кораблем, изображенную на рисунке, причем угол расхождения V не зависит от скорости движения корабля.

Рассмотрим некую произвольную точку на оси симметрии кормового следа корабля. Расстояние от этой точки до корабля всегда в три раза больше расстояния от нее до границы кормового следа (внешней границы распространения колец), измеренного по перпендикуляру к оси симметрии. Следовательно, синус угла расхождения кормового следа и сам этот угол все время сохраняются неизменными. В пределах кормового следа расширяющиеся интерференционные кольца создают специфическую волновую картину, которая и изображена на рисунке.

4.47. Насколько мне известно, в литературе не встречалось элементарного объяснения краевых волн. В некоторых публикациях последних лет высказывается предположение, что эти волны вызваны не движением волн в сосуде, а локализованными колебаниями вблизи осциллятора.

4.48. Скорость волны зависит от глубины - чем мельче вода, тем медленнее движутся волны. Если фронт волны приближается к берегу под некоторым углом, то ближайшая к берегу часть волны



начинает замедляться раньше, чем удаленная от него. По мере замедления движения волны фронт поворачивается, пока не вытягивается параллельно береговой линии (или по крайней мере линии мелководья).

4.49. Когда спортсмен слегка откидывается назад, принимая характерную для серфинга стойку, передний конец доски отклоняется вверх, и доска прижимает набегающую волну. Если скольжение происходит достаточно быстро, то вода не успевает выйти из-под доски. При глубине около 2,5 см скорость движения волн составляет примерно 0,5 м/с. Поэтому при скольжении с большей скоростью под доской всегда остается достаточно воды, и доска не тонет. Спортсмена удерживает не выталкивающая, а подъемная сила воды.

4.50. Для того чтобы скользить по волнам, спортсмен должен двигаться со скоростью волны. В глубокой воде скорость волны обычно больше, чем скорость отдельных частиц воды. Около же берега скорость частиц воды почти равна скорости волны, и, чтобы двигаться вровень с волной, спортсмену нужно обеспечить лишь небольшую добавку к их скорости. Эта дополнительная скорость возникает из-за постоянного съезжания доски с гребня волны. Поэтому серфингом удобно заниматься вблизи пляжа, набегая на который волны разбиваются или близки к этому. Скорость частиц воды максимальна на гребне волны. Следовательно, ско-

рость движения задней части доски по воде должна быть меньше скорости движения ее передней части, однако это создает неустойчивость. Чем короче доска, тем менее существенна эта разница скоростей.

4.51. Перед носом движущегося корабля возникает область повышенного давления. Дельфины плывут перед кораблем между областями повышенного и нормального давления.

4.52. Приливы обусловлены неоднородностью поля тяготения Луны (и Солнца). Благодаря этому Земля в поле тяготения Луны движется с меньшим ускорением, чем точка океана, над которой находится Луна, и большим, чем точка океана, находящаяся на противоположной стороне Земли. Поэтому с двух сторон Земли океан как бы вспучивается . Время, за которое приливная волна обходит половину земного шара, больше половины периода вращения Земли вокруг своей оси. Это приводит к запаздыванию приливов (см., например, 43д, с. 360- 366.- Ред.)

4.53. Сила, которой обусловлен прилив, обратно пропорциональна кубу расстояния до светила. Поэтому в приливных явлениях преобладает влияние Луны, хотя притяжение Солнца сильнее.

4.54. Момент импульса системы Земля - Луна сохраняется неизменным благодаря тому что по мере замедления вращения Земли расстояние между Землей и Луной увеличивается.

4.55. Колебания воды в водоемах происходят под воздействием ветра, изменения атмосферного давления и сейсмической активности. Эти колебания охватывают некоторый диапазон частот, из которого водоем выделяет те, что совпадают с его собственной резонансной частотой. При этом в водоеме образуются стоячие волны, подобно тому как возникают стоячие звуковые волны в органной трубе, возбуждаемой колебаниями с различными частотами.

4.56. См. задачу 4.58.

4.57. Период собственных колебаний воды в заливе составляет около 13 ч, поэтому происходящие дважды в день приливы возбуждают в заливе резонансные колебания (аналогично тому, как возбуждаются резонансные колебания в органной трубе под действием звуковых волн). В результате амплитуда колебаний воды в заливе увеличивается.

4.58. Приливная волна в реках и скачок воды в раковине ~ это примеры гидравлического скачка, который объясняется возникновением в воде поверхностной волны, аналогичной ударной волне в атмосфере. Нормальные (синусоидальные) гравитационные волны могут распространяться против течения в потоке воды, если скорость этого потока меньше скорости волн. (В ответе к задаче 4.45 объясняется разница между капиллярными и гравитационными волнами.) Отношение скорости потока к скорости распространения волны называется



числом Фруда. Если число Фруда меньше 1, то поток является докритическим , если же оно превышает 1, то поток будет сверхкритическим . Гидравлический скачок наблюдается там, где сверхкритический поток пе-)еходит в докритический. Высота слоя воды изменяется потому, что скорость распространения волны зависит от корня квадратного из глубины. Например, при гидравлическом скачке в кухонной раковине толщина водного слоя внутри кольца мала, скорость распространения волны невелика, и поток здесь является сверхкритическим. Вне кольца толщина слоя больше, соответственно больше и скорость волны, поэтому поток становится докритическим.

В случае приливной волны приток воды к сужающемуся и поднимающемуся вверх каналу делает поток сверхкритическим для любой волны, возбуждаемой каким-либо препятствием на пути этого потока. В приливной волне происходит переход от сверхкритического потока к докри-тическому, поскольку увеличение глубины приводит к росту скорости распространения волн в воде.

4.59. Об этом опыте мне не попадалось никаких публикаций. Быть может, вы захотите исследовать данное явление самостоятельно?

4.60. Причины образования зубчатой каемки на пляжах в настоящее время только начинают исследовать. Было выдвинуто немало различных гипотез, но ни одна из них не получила общего признания. Предполагается, в частности,

что большие зубцы возникают под влиянием сулоя , особого типа волнения на море, при котором на пляж набегают волны, отстоящие друг от друга на равном расстоянии. Согласно этой гипотезе, остроконечные части зубцов образуются между волнами, где перенос частиц со дна моря в направлении, параллельном береговой линии, минимален. Закругленные части ( заливчики ) возникают там, где волны сулоя стекают обратно в море и подмывание дна максимально. Причины образования мелких зубцов еще менее исследованы. Недавно была выдвинута гипотеза, которая утверждает, что набегающие на берег океанские волны создают стоячие волны, расположенные под некоторым углом к береговой линии. Гребни и впадины этих стоячих волн и придают пляжу зубчатую форму.

4.61. Из-за вращения Земли на движущиеся частицы воды действует кориолисова сила, под влиянием которой поверхностный поток отклоняется от направления ветра (примерно на 45° вправо в северном полушарии и на 45° влево в южном). Если поток ламинарный ( гладкий ), то его отклонение возрастает с увеличением глубины. График зависимости вектора скорости потока от глубины называется спиралью Экмана. Для того чтобы определить полный горизонтальный перенос воды, нужно проинтегрировать вектор потока по глубине. Вычисления показывают, что направление полного переноса водных масс примерно

перпендикулярно направлению ветра.

4.62. Вследствие того, что кориолисова сила изменяется с широтой, общая циркуляция воды в океанах смещается к западу. Линии тока на западе уплотняются, поэтому течения там более интенсивны.

4.63. Центростремительное ускорение, обеспечивающее вращение чая вокруг оси, проходящей через центр чашки, возникает за счет разности давлений чая у стенок чашки и около оси вращения. Эта разность давлений приводит также к образованию еще одного, так называемого вторичного потока, который и собирает чаинки в центре чашки. Рассмотрим два горизонтальных слоя чая - верхний и нижний. В обоих слоях давление по мере удаления от центра увеличивается. Но в нижнем слое для обеспечения центростремительного ускорения необходима меньшая разность давлений, так как из-за трения о дно чашки чай в этом слое не может вращаться так же быстро, как в верхнем. Таким образом, в обоих слоях существует разность давлений, но в верхнем слое она больше. Любой малый объем чая, находившийся первоначально у края верхнего слоя, не только вращается вокруг центральной оси, но под действием разности давлений у стенки чашки в верхнем и нижнем слоях опускается вдоль стенки ко дну. Одновременно возникает ток жидкости вверх вдоль центральной оси, который затем расходится по радиусу к краю верхнего слоя. Поэтому



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 [ 70 ] 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.