Волны от камня в реке

[Munin]

Касьянов. Физика. 10 класс. Профильный уровень.
Касьянов. Физика. 11 класс. Профильный уровень. Вот тут принцип Гюйгенса поясняется прямо на примере волн на воде.

[EUgeneUS]

irafat в сообщении #1369315 писал(а):

140. Выполните такие опыты: бросьте как можно более вертикально камень в стоячую воду. Вы, очевидно, будете наблюдать образование волн, распространяющихся концентрическими кольцами. А что произойдет, если этот же камень бросить в реку с быстрым течением?

О! Ровно эту же задачу мне давали много лет назад на устном вступительном экзамене

irafat в сообщении #1369315 писал(а):

Ответа к этой задаче нет.

Сиротюк не смог решить?

Ответ, конечно, известен и получается элементарно. UPD: уже рассказали. Тогда дополню. Кинуть камень в реку с течением, в системе отсчета воды (где она покоится и течения нет) выглядит, как камень брошенный под углом. Блинчики пускали? Там угол очень острый, то есть "течение" очень быстрое. И какой формы волны?

-- 17.01.2019, 14:55 --

Alex-Yu в сообщении #1369325 писал(а):

Видно, что окружность (ее, правда, сносит, но все равно окружность).

Уточнение, что окружность (расходящаяся со скоростью поверхностной волны) будет сноситься со скоростью течения - важное. Без него ответ не будет полным.

[Munin]

EUgeneUS в сообщении #1369329 писал(а):

О! Ровно эту же задачу мне давали много лет назад на устном вступительном экзамене :mrgreen:

Случайно не в формулировке "Почему кирпич квадратный, а волны от него круглые?" :-)

[EUgeneUS]

Munin
Не-а. Но подоплека с кирпичом была
Формулировалась так: с моста над речкой с течением вертикально вниз уронили кирпич. Какой формы будут волны?

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1369329 писал(а):

Сиротюк не смог решить?

Он же просит сделать опыт. Подразумевается, что сам он его сделал когда писал учебник

[Toolt]

Munin в сообщении #1369304 писал(а):

скорость волны по воде=Const

Извините, а разве скорость волны по воде - величина постоянная? Вроде бы скорость волны зависит от длины волны? (У цунами вообще бывает 700 км в час). А длина волны в том числе и от размеров брошенного камня?
И еще, по условию задачи и комментариям, не могу понять, о форме какого объекта идет речь в задаче под названием "волна": о "концентрических кругах" на воде (очевидно при взгляде сверху) или о поперечном разрезе волны (то есть при взгляде сбоку) , где мы видим гребни и впадины, но сами частицы совершают движения в виде круга или эллипса?
Все-таки скорее всего, в задаче имеется в виду форма "концентрических кругов". И если речка узкая, а течение сильное (а у берегов многократно слабее), то форма волн "при виде сверху" будет не круглой и не вытянутой, а, наверное, очень забавной.

[photon]

А как на форму повлияет конечность времени "булька" камня? - Положим, камень сферический, постепенно погружается в воду, сносом камня рекой пренебрегаем.

[Igrickiy(senior)]

photon в сообщении #1369350 писал(а):

Положим, камень сферический, постепенно погружается в воду, сносом камня рекой пренебрегаем.

И что в итоге останется от исходной задачи?

[photon]

Igrickiy(senior) в сообщении #1369388 писал(а):

И что в итоге останется от исходной задачи?

А этот вариант разве как-то противоречит исходному условию?

[Igrickiy(senior)]

irafat в сообщении #1369294 писал(а):

В реку бросили камень. Какой формы будет образованная волна: круглой или вытянутой?

Исходная задача вообще не предполагает рассматривать судьбу камня.
На пуазейлевский ламинарный поток воды в узком канале падают капельки воды. Что мы видим, "рассматривая круги, ими образуемые", чтобы такое занятие "не было пустою забавою"?

[eugensk]

Правда ли, что если река релятивистская, то для наблюдателя на берегу круги будут вытянуты поперек течения?
Если да, то может, это и имелось ввиду?

[wrest]

eugensk в сообщении #1369412 писал(а):

Правда ли, что если река релятивистская, то для наблюдателя на берегу круги будут вытянуты поперек течения?

Зависит от того что значит "для наблюдателя будут"

[Dan B-Yallay]

wrest в сообщении #1369417 писал(а):

Зависит от того что значит "для наблюдателя будут"

И, наверное, еще от того, что значит "релятивистская река".

[Munin]

Toolt в сообщении #1369349 писал(а):

Извините, а разве скорость волны по воде - величина постоянная?

Подразумевается, что она не зависит от направления движения волны (вправо, влево или ещё куда, лишь бы не по вертикали), и в первом приближении не зависит от места на воде (это нарушается в случае мелкой воды - когда глубина становится порядка длины волны).

Разумеется, скорость волны зависит от длины волны, от локальной скорости течения, от локальной глубины, от кучи других параметров (температура воды, состав, для коротких волн - ПАВ), и так далее. Этим всем в условиях задачи надо суметь пренебречь.

Toolt в сообщении #1369349 писал(а):

А длина волны в том числе и от размеров брошенного камня?

В принципе да, длина волны зависит от размеров камня и общей энергии "булька". Но эта зависимость не локальная, а одинакова для всего камня в целом, так что можно считать, что от всех точек контура камня разбегаются одинаковые волны. (Возможно, это можно нарушить, если мы бросаем на воду какой-то сильно протяжённый предмет, например, кнут.)

Toolt в сообщении #1369349 писал(а):

И еще, по условию задачи и комментариям, не могу понять, о форме какого объекта идет речь в задаче под названием "волна": о "концентрических кругах" на воде (очевидно при взгляде сверху) или о поперечном разрезе волны (то есть при взгляде сбоку) , где мы видим гребни и впадины, но сами частицы совершают движения в виде круга или эллипса?

Разумеется, первое. Второе - не школьная задача.

photon в сообщении #1369350 писал(а):

А как на форму повлияет конечность времени "булька" камня?

Да никак. Весь процесс "булька" раскладывается по Фурье, и разбегается в стороны всеми наличествующими гармониками. У каждой гармоники своя энергия и своя скорость. Но скорость всё равно изотропная, так что опять имеем принцип Гюйгенса.

eugensk в сообщении #1369412 писал(а):

Правда ли, что если река релятивистская, то для наблюдателя на берегу круги будут вытянуты поперек течения?
Если да, то может, это и имелось ввиду? :-)

О, вот эта интерпретация мне нравится! Да, вот тут будет эффект.

[photon]

Munin в сообщении #1369425 писал(а):

Да никак. Весь процесс "булька" раскладывается по Фурье, и разбегается в стороны всеми наличествующими гармониками. У каждой гармоники своя энергия и своя скорость. Но скорость всё равно изотропная, так что опять имеем принцип Гюйгенса.

Не уверен. Вы раскладываете бульк, считая, что только погружение камня порождает волну, но можно рассмотреть предельный случай: камень частично погрузившись застрял - рассматривать поток как ламинарный особо оснований нет, особенно учитывая

irafat в сообщении #1369315 писал(а):

А что произойдет, если этот же камень бросить в реку с быстрым течением?

что течение быстрое. Картинка при погружении камня поменяется и при этом кругов там не будет.