Русская Википедия:Корабельные волны

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:Fjordn surface wave boat.jpg
Волны небольшого катера

Корабе́льные волны — вид волн на поверхности жидкости, создаваемых достаточно быстро движущимся по поверхности телом. Отличительной особенностью корабельных волн является характерное расположение гребней волн при наблюдении сверху (визуально представлено на иллюстрации).

Следует обратить внимание на три особенности корабельных волн:

  • гребни волн идут вовсе не параллельно цугу расходящихся волн, а как бы выходят наружу;
  • сами гребни при этом имеют вид не прямых отрезков, а дуг, выгибающихся наружу;
  • направление цуга волн составляет примерно постоянный угол (19,5°) с направлением движения судна.

Такое поведение корабельных волн объясняется тем, что гравитационные волны на воде (которыми и являются достаточно большие волны) обладают законом дисперсии <math>\omega \sim \sqrt{k}</math>, из которого следует, что фазовая скорость таких волн в два раза больше их групповой скорости. Шаблон:Нет АИ 2

Шаблон:Нет АИ 2

Файл:Wake.avon.gorge.arp.750pix.jpg
Файл:Kelvin wedge. Wavefronts for a moving point source of surface waves (animation).gif
Линии постоянной фазы движущегося точечного источника поверхностных волн в системе отсчета, связанной с источником

Возникновение двух типов гребней в волновой картине за движущимся кораблем — расходящихся от корабля и поперечных — становится очевидным, если нарисовать семейство волновых фронтов от движущегося с постоянной скоростью точечного источника поверхностных волн в системе отсчета, связанной с источником. Радиус каждого фронта из-за дисперсии растет пропорционально квадрату времени (отсчитываемого от момента испускания волнового фронта), и огибающая семейства линий представляет характерный элемент волновой картины за кораблем (клина Кельвина).


Шаблон:Нет ссылок