Волны на воде

[anik]

Процесс передачи импульса в маятнике Ньютона можно рассмотреть подробнее.
Количество движения $mv$ численно равно импульсу силы $Ft$, где $t$ время взаимодействия шаров.
Время взаимодействия начинается с момента касания шаров. В течение времени взаимодействия происходит упругая деформация материала шариков. Волна упругой деформации распространяется в обе стороны, как в сторону движущегося шарика, так и в сторону неподвижных шаров. Взаимодействие первого шарика с рядом происходит в течение времени, необходимого для того, чтобы упругая волна деформации дошла до противоположного конца движущегося шарика (к этому моменту движущийся шарик остановится) и обратно. Затем упругая волна деформации отразится от свободной поверхности того шарика, который двигался, и начнёт своё движение в противоположном направлении. За этой второй волной (можно сказать волной разгрузки) деформация ударяющего шарика снимается.
По всему ряду шариков движутся две волны: волна деформации и волна разгрузки. Эти две волны движутся со скоростью звука в металле к противоположному концу ряда шариков. Та (сжатая) часть материала шариков, которая находится между этими двумя волнами, движется со скоростью звука к противоположному концу ряда. Зная начальную скорость ударяющего шара и его массу, можно найти количество движения. Разделив это количество движения на скорость перемещения волны деформации в металле, можно найти массу материала шариков, которая движется, передавая импульс.
Когда передний фронт волны достигнет последнего в ряду шарика, этот шарик начнёт частями приходить в движение, когда волна разгрузки дойдет до начала последнего шарика, (к этому времени первая волна нагрузки дойдёт до конца последнего шарика), он начнёт отрываться от ряда шариков, весь импульс передастся последнему шарику.
Таким образом, при передаче импульса всё-таки происходит движение некоторой массы материала.

[Munin]

anik в сообщении #537164 писал(а):

За этой второй волной (можно сказать волной разгрузки)

Это слишком коряво, так не говорят. Собственно, и никакой "разгрузки" не происходит. Просто волна деформации.

Кроме того, за время соударения шариков по ним успевает пройти множество волн в прямом и обратном направлении. Это процессы на разных временн́ых масштабах, что опять же легко посчитать.

[anik]

Joker_vD в сообщении #537104 писал(а):

Еще Максвелл и Фуко. И еще вроде какой-то в форме мельницы, но тут не уверен.

Это маятник Обербека.

-- Сб фев 11, 2012 11:07:25 --

Munin в сообщении #537250 писал(а):

Кроме того, за время соударения шариков по ним успевает пройти множество волн в прямом и обратном направлении.

Примерно такой процесс происходит, если ударить кувалдой в торец по подвешенному в горизонтальном положении рельсу. Количество движения кувалды передастся рельсу. Поскольку масса рельсы больше, то её скорость будет меньше. Кинетическая энергия рельсы будет меньше, чем кинетическая энергия кувалды. Разность этих кинетических энергий будет присутствовать в рельсе в виде упругих колебаний (рельс начнет звенеть) которые с течением времени перейдут в тепло (в рельсе и в воздухе), т.к. энергия уносится ещё звуковыми колебаниями воздуха.

[anik]

Рассмотрим вязкую жидкость, например, мёд, целую бочку мёда. С течением времени поверхность мёда станет горизонтальной. Добавим в эту бочку ложку (не дёгтя) меда в центре. Вначале этот мёд будет выглядеть как некоторая выпуклость на поверхности, но с течением времени эта выпуклость равномерно распределится по поверхности. Очевидно, что возникнет течение некоторого количества мёда от центра к краям бочки.
Допустим теперь, что мы утопили в середине бочки гирю. Эта гиря вытеснит некоторое количество мёда в некоторой окрестности гири. Через некоторое время уровень мёда около краёв бочки повысится, следовательно, опять часть мёда перетекла от центра бочки к её краям.
Вот теперь, бросим в воду камень. «Лишняя» вода должна распределиться со временем по поверхности воды равномерно. Неважно, в виде какого волнового процесса это произойдёт, важно, что этот процесс будет переносить некоторое количество воды от эпицентра в стороны. Перенос воды не происходит только в стоячей волне, где возникают узлы и пучности

[ivanhabalin]

anik

(Оффтоп)

Всё так. Но особенно приятно про мёд! Вся бы физика так.

[anik]

ivanhabalin в сообщении #537335 писал(а):

Но особенно приятно про мёд!

Я тоже люблю мёд.
Спасибо за поддержку.

[Munin]

anik в сообщении #537328 писал(а):

Неважно, в виде какого волнового процесса это произойдёт, важно, что этот процесс будет переносить некоторое количество воды от эпицентра в стороны.

Нет, важно не это, а то, что роль этого процесса в переносе импульса может быть пренебрежимо мала.

[anik]

Munin в сообщении #537372 писал(а):

Нет, важно не это, а то, что роль этого процесса в переносе импульса может быть пренебрежимо мала.

Вот здесь, телега поставлена впереди лошади. Не «роль этого процесса в переносе импульса», а роль волновых колебаний в процессе переноса некоторого количества воды.
Перенос импульса неудачный термин, вроде «движения количества движения». Вот перенос энергии (передача энергии) более осмысленный термин. Как «перенос импульса», так и передача энергии, невозможны без движения некоторого количества вещества, (вообще - материи, т.к. вещество это то, что состоит из атомов и молекул). Например, излучение не связано с переносом вещества, в смысле переносом атомов и молекул, но энергия передаётся, и движение некоторой массы тоже имеет место.
Когда в маятнике Ньютона движется ударяющий шарик, нам не приходит в голову говорить, что движение шарика это перенос импульса. Но, когда происходит движение упругого материала в виде волны упругой деформации, то мы начинаем говорить о «переносе импульса» подразумевая, наверное, отсутствие движения как такового. Вроде как импульс переносится, а движения нет (шкаф неподвижен).

[Ales]

Волны на воде - продольные или поперечные?

Цунами - это волна или волновой пакет?

Каким образом движется серфингист?

Как выглядит волна с точки зрения пловца (человека, который просто купается в море - это наверное, многие знают на опыте)?

-- Вс фев 12, 2012 11:16:41 --

Как выглядит морское дно возле берега?

Как ведет себя деревянная щепка на волнах?

Какую роль играет ветер?

Как передается энергия от ветра к волнам?

Почему волны имеют не только длину, но и ширину (выглядят не как длинный вал, а как много отдельных вытянутых холмов) ?

Что такое волны-убийцы?

[anik]

Ales в сообщении #537749 писал(а):

Волны на воде - продольные или поперечные?

Бывают те, и другие. Ударная и звуковая волны в толще воды - продольные, волны на поверхности в основном поперечные.

Ales в сообщении #537749 писал(а):

Цунами - это волна или волновой пакет?

Бывает одиночная волна - это бор или солитон. Цунами может возникнуть вначале как одиночная волна, но в процессе её движения приходят в колебание соседние участки водной поверхности, и образуется пакет волн.

Ales в сообщении #537749 писал(а):

Каким образом движется серфингист?

Он соскальзывает с наклонной поверхности набегающего на него фронта волны. Двигаться в противоположную сторону он не сможет потому, что волна убежит от него, и набежит другая волна, которую он, вероятно, преодолеть (т.е. перейти через её гребень) не сможет и начнет двигаться к берегу.

Ales в сообщении #537749 писал(а):

Как выглядит волна с точки зрения пловца (человека, который просто купается в море - это наверное, многие знают на опыте)?

Мелкая волна на реке или озере захлёстывает лицо, сбивает дыхание и мешает плыть. Крупная волна на море просто качает вверх вниз, на скорость плавания вероятно не влияет.

-- Вс фев 12, 2012 15:25:08 --

Ales
Вы меня засыпали вопросами.

[Ales]

anik в сообщении #537758 писал(а):

Бывают те, и другие. Ударная и звуковая волны в толще воды - продольные, волны на поверхности в основном поперечные.

Звуковые волны и разные маятники тут вообще не причем.

Если Вы рассматриваете волну на воде как поперечное колебание (вверх-вниз - вправо - влево), то почему тогда спрашиваете о продольном переносе массы?

Вопросы нужны, чтобы разложить сложный процесс на отдельные части - анализ.
Если ответить на все вопросы, то можно попробовать понять явление в целом - синтез.

-- Вс фев 12, 2012 11:35:43 --

anik в сообщении #537758 писал(а):

захлёстывает лицо, сбивает дыхание и мешает плыть

Драматично, но вряд ли поможет разобраться в физике процесса.

-- Вс фев 12, 2012 11:45:41 --

Чисто теоретически волны на воде не могут быть поперечными. Вода не сжимается.
Если в одном и том же месте уровень воды меняется, то меняется и количество воды.
Вода приходит и уходит. Движение массы воды - продольное.

[Munin]

anik в сообщении #537729 писал(а):

Вот здесь, телега поставлена впереди лошади. Не «роль этого процесса в переносе импульса», а роль волновых колебаний в процессе переноса некоторого количества воды.

Нет, именно у вас телега впереди лошади. Надо изучать именно перенос импульса, поскольку именно он определяет разнообразные физические явления. А перенос вещества может этому разнообразно сопутствовать или не сопутствовать. И сам по себе ни на что не влияет. Почти ни на что.

Кроме того, перенос импульса и перенос вещества связаны между собой как большая и малая величина, быстротекущий и медленный (вековой) процессы. Их порядок изучения нельзя менять местами. Потому что первое существенно влияет на второе, но не наоборот.

anik в сообщении #537729 писал(а):

Перенос импульса неудачный термин

Вполне удачный.

anik в сообщении #537729 писал(а):

Как «перенос импульса», так и передача энергии, невозможны без движения некоторого количества вещества

Возможны. Например, электромагнитные волны.

anik в сообщении #537729 писал(а):

Например, излучение не связано с переносом вещества, в смысле переносом атомов и молекул, но энергия передаётся, и движение некоторой массы тоже имеет место.

Движение массы и движение вещества - тоже разные вещи.

anik в сообщении #537729 писал(а):

Когда в маятнике Ньютона движется ударяющий шарик, нам не приходит в голову говорить, что движение шарика это перенос импульса.

Вам не приходит. А физикам приходит. Это одна из разновидностей переноса импульса, когда импульс $m\mathbf{v}$ движется в пространстве со скоростью $\mathbf{v}$ (я бы использовал тензорные обозначения, но боюсь, вы не поймёте). При том, что это одна из разновидностей, есть и другие разновидности.

anik в сообщении #537729 писал(а):

Но, когда происходит движение упругого материала в виде волны упругой деформации, то мы начинаем говорить о «переносе импульса» подразумевая, наверное, отсутствие движения как такового. Вроде как импульс переносится, а движения нет (шкаф неподвижен).

Недавно вы вообще отрицали это явление как таковое, а вот уже гордое "мы говорим" :-)

Мне скучно преподавать вам физику, тем более не получая за это никакой благодарности. Вас и так снабдили уже огромным объёмом информации. Поэтому я думаю, что покину разговор...

Ales в сообщении #537749 писал(а):

Волны на воде - продольные или поперечные?

Вы пришли за компанию попаясничать?

Ales в сообщении #537749 писал(а):

Каким образом движется серфингист?

Молча.

[anik]

Ales в сообщении #537749 писал(а):

Как выглядит морское дно возле берега?

По разному.

Ales в сообщении #537749 писал(а):

Как ведет себя деревянная щепка на волнах?

Смотря на каких. В случае, если дует ветер, то щепка колеблясь, будет перемещаться (медленно дрейфовать) в сторону ветра. В случае если рядом кидать камни, то волны вместе с растекающимся потоком воды от места падения камня, будут перемещать щепку в сторону от места падения камня. В случае, когда ветер утих
и вода волнуется просто по инерции (еще не успокоилась), то щепка никуда дрейфовать не должна.

Ales в сообщении #537749 писал(а):

Как передается энергия от ветра к волнам?

Здесь происходит несколько явлений. Во-первых, давление воздуха от ветра действует больше на гребень волны, чем на впадину, и таким образом ветер как бы синхронно в такт усиливает волну, подобно тому, как мы раскачиваем качели толкая их в момент максимального отклонения. Во-вторых, ветер приводит к движению поверхностного слоя воды со скоростью, превышающую скорость движения волны. В результате этого вода по поверхности обтекает волну и при сильном ветре возникают барашки. Такое движение воды заостряет вершину волны, и вода перетекая через вершину, падает как с водопада вниз. В-третьих, ветер, воздействуя давлением на задние фронты волн, приводит в движение массу воды, сообщая ей некоторый импульс в ту сторону, куда дует, подобно тому, как он подгоняет парусный корабль.

[Munin]

anik в сообщении #537758 писал(а):

Бывают те, и другие. Ударная и звуковая волны в толще воды - продольные, волны на поверхности в основном поперечные.

Враньё.

anik в сообщении #537758 писал(а):

Бывает одиночная волна - это бор или солитон. Цунами может возникнуть вначале как одиночная волна, но в процессе её движения приходят в колебание соседние участки водной поверхности, и образуется пакет волн.

Враньё.

Ales в сообщении #537759 писал(а):

Значит движение в основном продольное.

Враньё.

-- 12.02.2012 12:57:03 --

anik в сообщении #537765 писал(а):

Во-вторых, ветер приводит к движению поверхностного слоя воды со скоростью, превышающую скорость движения волны. В результате этого вода по поверхности обтекает волну и при сильном ветре возникают барашки. Такое движение воды заостряет вершину волны, и вода перетекая через вершину, падает как с водопада вниз.

Полное непонимание физики возникновения барашков.

[anik]

Munin в сообщении #537767 писал(а):

Полное непонимание физики возникновения барашков.

У меня не спрашивали о физике возникновения барашков, а спрашивали о влиянии ветра на волну. В возникновении барашков ветер и поверхностное течение воды тоже играет свою роль.
Барашки могут возникать при торможении волны, когда более быстрые волны догоняют переднюю, возникают эффекты типа возникновения ударного фронта. При этом волна становится круче и уменьшается длина волны.

-- Вс фев 12, 2012 16:16:03 --

Munin в сообщении #537767 писал(а):

Враньё.

Только то, что написано в Ландалившице не враньё, остальное всё - враньё.