|
|
|
|
Главная > Это интересно > Сто тысяч почему > Волны > Ответы. Волны 1. Гигантские валы в океане образуются в результате наложения множества волн, совпадающих по фазе. Эти гигантские волны не проносятся через океан, подобно цунами. Наоборот, они быстро исчезают, так как составляющие их отдельные волны расходятся по разным направлениям и с несколько различными скоростями. 2. При скорости ветра больше 5 м/с на поверхности воды возникает турбулентность, вследствие чего появляются воздушные пузырьки. Скопления таких пузырьков и образуют барашки. Групповая скорость морских волн примерно вдвое меньше фазовой. Это означает, что отдельные волны, образующиеся позади группы волн, движутся вперед со скоростью, примерно вдвое большей, чем вся группа волн в целом, а затем исчезают в передней части этой группы. Максимальной амплитуды отдельная волна достигает в центре группы. 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. Групповая скорость волн отличается от скорости одной волны по той причине, что скорость распространения волны зависит от длины волны (дисперсия), а группа волн состоит из набора волн различной длины. 3. Порошкообразное вещество способствует выделению углекислого газа, так как его частицы служат центрами образования газовых пузырьков. Пузырьки преимущественно возникают в центре потока, особенно если порошок бросить именно туда, потому что давление в центре ниже, чем у края. Пузырьки придают воде, прилегающей к оси, дополнительную “плавучесть”, и она начинает подниматься вверх. На ее место по дну к центру в радиальном направлении притекает другая вода, и вращение концентрируется в центре. Скорость вращения возрастает — образуется “смерч”. 4. Так как плотность холодного молока больше, чем горячего кофе, струйка его движется вниз. Вихревые трубки во вращающемся кофе захватываются потоком молока и вытягиваются вниз. В результате угловая скорость вращения этих вихрей увеличивается и может стать достаточной для образования на поверхности кофе воронки. Когда в кофе наливают горячее молоко, оно либо совсем не опускается вниз, либо опускается гораздо медленнее, чем холодное. Если плотность горячего молока меньше плотности кофе, то увлекаемые им вихревые трубки оказываются короче и скорость их вращения будет меньше. 5, 6, 7. Причины возникновения песчаных вихрей до сих пор не вполне понятны. По-видимому, перегретый воздух изначально находится у поверхности земли в неустойчивом равновесии. При любом небольшом возмущении этот воздух “вырывается” из тонкого пограничного слоя и получает возможность подниматься. Как только в пограничном слое возникает разрыв, поднимающийся горячий воздух увлекает за собой окружающий воздух из пограничного слоя. Этот эффект подобен тяге в печной трубе. Направление вращения такого вихря совершенно произвольно в отличие от ураганов, имеющих некое предпочтительное направление вращения. Огненные и туманные вихри аналогичны песчаным в том смысле, что и здесь причиной, по-видимому, является очень неустойчивый слой горячего воздуха, который находится под холодным. 8. При обтекании воздухом края парашюта образуются вихри. Поскольку вихри возникают то с одной, то с другой стороны, давление у купола парашюта также понижается то с одной, то с другой его стороны. Эти изменения давления начинают раскачивать парашют. Если частота колебаний давления близка к частоте маятниковых колебаний груза, подвешенного к куполу, то размах последних может достигать 60°. Отверстие в центре купола пропускает часть набегающего воздушного потока и дает ему возможность двигаться в направлении центральной оси парашюта. Этот поток разрушает вихри с наружной стороны купола парашюта. Автомобиль еще более чувствителен к таким колебаниям, чем парашютист. Поэтому тормозные парашюты на автомобилях делаются так, что в отверстие проходит еще большая часть набегающего потока, в результате чего вихри устраняются эффективнее. 9. Характер тока воды вблизи дрейфующего корабля и механизм обмена импульсами между ними пока еще не исследованы сколько-нибудь подробно. Однако большую скорость корабля по сравнению со скоростью течения можно отчасти объяснить на основе простого анализа сил, действующих на корабль. Сила тяжести корабля направлена вертикально вниз, а выталкивающая сила несколько отклоняется от вертикали, поскольку река течет “под гору”. Таким образом, сила тяжести имеет составляющую, направленную параллельно поверхности потока. Эта составляющая компенсируется сопротивлением движению корабля со стороны воды. Если корабль заменить соответствующим объемом воды, то последний также испытывал бы гидродинамическое сопротивление. Но поскольку в этом объеме воды происходило бы турбулентное перемешивание, он, при той же скорости, встречал бы большее сопротивление, чем корабль. В результате скорость, при которой сопротивление воды уравновешивает параллельную поверхности составляющую силы тяжести, для корабля больше, чем для эквивалентного объема воды. Дело здесь, по-видимому, не в турбулентном перемешивании, а в том, что из-за взаимодействия с дном и берегами скорость реки в различных точках различна. Она увеличивается к середине реки и к поверхности. Корабль же движется как целое, и скорость его частиц одинакова. 10. Перегиб струи вокруг края банки оказывается устойчивым вследствие разности давлений в поперечном сечении струи. Идеальная несжимаемая жидкость движется по дуге со скоростью, возрастающей по мере уменьшения радиуса кривизны. Там, где радиус меньше, скорость больше, а давление в жидкости меньше. В рассматриваемом случае атмосферное давление снаружи струи больше, чем в прилегающем к краю банки слое жидкости, поэтому поток прижимается к краю. На некотором расстоянии от края струйка отделяется от банки, так как она неустойчива по отношению к малым возмущениям. 11. Вязкость песка-плывуна растет с увеличением напряжений, поэтому пытаться быстро выбраться из него бессмысленно : чем резче раздвигать песок, тем сильнее он будет удерживать вас. Нужно двигаться медленно, чтобы по возможности уменьшить его вязкость. Глаза животных, затянутых песком, выпучиваются, вероятно, потому, что на нижнюю часть их тела действует большое гидростатическое давление, обусловленное высокой плотностью песка (смесь песка с водой плотнее, чем просто вода). Главная > Это интересно > Сто тысяч почему > Волны > Ответы. Волны |
|
© Натали, Алекс и К° 2003 - 2011 г.
|
