Волны на воде

[anik]

-- Пн фев 06, 2012 18:22:07 --

Freude в сообщении #535728 писал(а):

Munin в сообщении #535706 писал(а):

Строго говоря, мы можем говорить о нулевом переносе только в перпендикулярном к береговой линии направлении

Да, точно так!

Представьте себе такую ситуацию: я зачёрпываю в море ведро воды, затем иду метров двадцать по берегу перпендикулярно береговой линии и выливаю эту воду на берег. И так несколько раз. Как по вашему: перенос воды в направлении перпендикулярном берегу есть, или его нет?

[Freude]

anik в сообщении #535730 писал(а):

-- Пн фев 06, 2012 18:22:07 --Представьте себе такую ситуацию: я зачёрпываю в море ведро воды, затем иду метров двадцать по берегу перпендикулярно береговой линии и выливаю эту воду на берег. И так несколько раз. Как по вашему: перенос воды в направлении перпендикулярном берегу есть, или его нет?

в этом случае перенос воды есть, а что?

[anik]

Freude в сообщении #535736 писал(а):

в этом случае перенос воды есть, а что?

А если это делает прибой, то переноса воды уже нет? Или как?

[Freude]

Цитата:

Естественно, в подавляющем большинстве случаев средний перенос массы водны равен нулю, иначе не существовала бы на карте более-менее постоянная береговая линия... Но тут возникает вопрос на каком промежутке времени делается усреднение? Минуты, часы, месяцы, годы, века?

Если время усреднения переноса массы взять равным 10 лет, то в этом случае перенос будет равен нулю.
Если время усредения взять 1 секунда, то даже легкое волнение приведет к переносу массы через какую-то условную береговую линию. В чем затруднение?

Слова "в подавлющем большинстве случаев" были написаны, поскольку есть непрерывное уменьшение или поднятие уровня воды не связанное с периодическими процессами, которые оговариваются в посте. Например, из-за таяния ледников или изменения положения тектонических плит.

[Zai]

Цитата:

В ЛЛ соответствующий параграф тоже есть...

В бегущей волне, когда глубина очень большая, частицы воды двигаются по окружности. Вглубь диаметр окружности уменьшается по экспоненте.
При уменьшении глубины у берега происходит опрокидывание фронта волны с возрастанием высоты волны (высота волны цунами вдали от берега существенно меньше).
Характер землетрясений или моретрясений не связан с протяженными мгновенными всплытиями поверхности моря и морского дна, скорее связан с заметным колебательным движением на частотах до 25 герц, при длинах акустических волн от 60 метров и больше. Если в выкладки из соответствующего параграфа ЛЛ ввести переменное по времени ускорение от землетрясения, возможно получить инкримент возрастания амплитуды волны цунами.

[anik]

Freude в сообщении #535742 писал(а):

Если время усредения взять 1 секунда, то даже легкое волнение приведет к переносу массы через какую-то условную береговую линию. В чем затруднение?

А затруднение, примерно, вот в чём:

Munin в сообщении #535391 писал(а):

Перенос воды и перенос импульса - вещи разные, и второе может быть при полном отсутствии первого.

"Перенос импульса" это что такое?
Импульс (количество движения) может иметь место при отсутствии движения некоторой массы? Я правильно понял?

[Munin]

anik в сообщении #535739 писал(а):

А если это делает прибой

Что прибой делает, ходит с вёдрами? :-)

-- 06.02.2012 16:35:14 --

Freude в сообщении #535728 писал(а):

Строго говоря, все-таки периодическая или квазипериодическая, но затухающая, если речь о кругах на воде, образовавшихся после бросания камня, и камень брошен достаточно далеко от корабля.

Я думаю, недостаточно далеко. Не настолько, чтобы волновой пакет в результате дисперсии стал состоять из десятков колебаний. Скорее, где-то 1-3. Иначе эффект подталкивания кораблика водой будет совсем незначительным. Но надо у Xey уточнить.

-- 06.02.2012 16:39:21 --

anik в сообщении #535750 писал(а):

"Перенос импульса" это что такое?Импульс (количество движения) может иметь место при отсутствии движения некоторой массы? Я правильно понял?

Неправильно. Перенос импульса может иметь место при отсутствии движения некоторой массы. Например (классическая иллюстрация из школьных учебников), человек подходит к шкафу, упирается в него плечом и начинает давить. Шкаф ни с места не двигается, но перенос импульса происходит: человек передал шкафу импульс $\int F\,dt.$ Во многих волновых процессах имеет место нечто аналогичное.

-- 06.02.2012 16:44:14 --

Ну и разумеется, импульс тоже может иметь место при отсутствии движения массы, например, в скрещённых электрическом и магнитном полях, но это к делу не относится.

[anik]

Munin в сообщении #535752 писал(а):

человек передал шкафу импульс $\int F \,dt .$

Человек в течение часа давит на шкаф с силой 10 н, шкаф ни с места, какой импульс получил (или перенёс) шкаф?

[ivanhabalin]

Наверное вода просто совершает колебательные движения (вверх-вниз).
Но когда на пути движения появляется преграда (дно, берег) то по закону сообщающихся сосудов?

[Munin]

anik в сообщении #535756 писал(а):

Человек в течение часа давит на шкаф с силой 10 н, шкаф ни с места, какой импульс получил (или перенёс) шкаф?

$10\text{ Н}\cdot 3\,600\text{ с}=36\,000\text{ кг}\cdot\text{м}/\text{с},$ очевидно. Шкаф этот импульс передал в свою очередь полу и стенам, на что он там опирается.

ivanhabalin в сообщении #535757 писал(а):

Наверное вода просто совершает колебательные движения (вверх-вниз).

Наверное, нет. Почитайте хотя бы Zai.

[anik]

Munin в сообщении #535791 писал(а):

anik в сообщении #535756 писал(а):

Человек в течение часа давит на шкаф с силой 10 н, шкаф ни с места, какой импульс получил (или перенёс) шкаф?

$10\text{ н}\cdot 3\,600\text{ с}=36\,000\text{ кг}\cdot\text{м}/\text{с},$ очевидно. Шкаф этот импульс передал в свою очередь полу и стенам, на что он там опирается.

Предположим, что шкаф опирается на пол, но ведь человек, который давит на шкаф тоже опирается на пол. Интересно, а в какую сторону направлен импульс?

-- Пн фев 06, 2012 22:27:16 --

А неплохой бы получился движитель, так можно, наверное, и космические корабли разгонять?

[Xey]

anik в сообщении #535700 писал(а):

Как можно двигаться на волне от берега, если сама волна перемещается к берегу?

Тут будет правильнее не на волне , а с волны (ведь в обоих случаях сверху вниз).

Munin в сообщении #535706 писал(а):

Плюс то, что волна от камня одиночная, а не периодическая.

Вдали от камня волна периодическая. Но вблизи камня, самый первый фронт сильно отличается от заднего и последующих. Он формируется камнем, неумолимо раздвигающим несжимаемую воду. Правда задний тоже должен быть крутым ( вода обрушивается в дырку от камня), но не настолько.

Munin в сообщении #535791 писал(а):

Я думаю, недостаточно далеко. Не настолько, чтобы волновой пакет в результате дисперсии стал состоять из десятков колебаний.

Это так, чтобы сдвинуть кораблик, камень должен упасть вблизи него.

[ivanhabalin]

(Оффтоп)

прочитал, я неправ. Много сложнее, а на берегу тем более. Здесь сам чёрт не разберёт, особенно ближе к суше.

[Munin]

Xey в сообщении #535802 писал(а):

Вдали от камня волна периодическая.

Не периодическая, конечно. Это волновой пакет. Дальше его эволюция определяется тем, что поверхностные волны имеют очень большую дисперсию: волна большей длины убегает вперёд, а коротковолновые спектральные составляющие отстают.

Кстати, эта дисперсия на длинах волн порядка 17 мм меняет знак, и для более коротких волн опять начинается рост скорости, правда, более медленный (капиллярные волны vs гравитационные)... Но это больше относится к волнам в блюдце, а не к волнам от камня.

[anik]

Представим теперь, что будет происходить дальше.
Назовём, для краткости, уровень воды в спокойном океане ватерлинией.
Очертим мысленно круг на поверхности океана площадью в $100 km^2$. Внутри этого круга располагается выпуклость воды над ватерлинией высотой примерно 1м. Как будет двигаться эта вода?
Представим мысленно жёсткую непроницаемую цилиндрическую поверхность с радиусом этого круга, внутри которой находится вода, превышающая уровень воды вне этой поверхности на 1м. На каждый квадратный метр поверхности внутри цилиндра будет давить тонна воды. Этот избыток давления будет действовать и на боковую поверхность мысленно выделенного цилиндра.
Если теперь представить цилиндрическую поверхность проницаемой, то возникнет поток воды через эту боковую поверхность под действием градиента давления. Столб воды начнёт оседать, проваливаться, вытесняя воду в стороны по всей глубине. Нужно учесть ещё, что некоторый объём воды уже получил соответствующий импульс (во все стороны) в результате действия ударной волны.
После того, как высота выпуклости сравняется с ватерлинией, процесс проваливания столба воды не закончится, вода будет продолжать двигаться в тех же направлениях по инерции. На месте выпуклости теперь появится провал, и, по-видимому, глубина этого провала будет несколько больше, чем высота выпуклости, (за счёт действия ударной волны).
Для чего я всё это пишу? Для того, чтобы качественно показать, что волна цунами несёт с собой некоторое количество воды, которая и затопляет берег, причиняя разрушения и бедствия.
Таким образом, это не колебательное движение воды по вертикали или по траекториям близким к окружностям.