На Главную   

 Приглашаем на Виртуальный симпозиум 

О, море, море,..
 
 
В жизни каждого человека поездки на море связаны с приятными воспоминаниями об отдыхе, природных красотах, компании друзей и молодости, как ни крути!
Дополним кайф воспоминаний квазинаучной дискуссией о природе морского прибоя. Почему прибой? В прошлом году забавно обсуждали приливы, почему бы так же не обсудить волны, набегающие на берег?

 
 
Вопросы для обсуждения:
Возникновение периодических волн в открытом море при равномерно дующем ветре.
Форма и размеры волн.
Одиночные волны, солитоны
Движение частиц воды внутри волн. Перемешивание. Сравнение с упругими волнами на поверхности студня (желе).
Прибой как выход волн на сушу. Механика внутреннего движения и его энергия.
Фазовая скорость прибоя при набегании волн под углом к береговой линии (бегущее вдоль берега обрушение волны).
Оптика водоёма. Коэффициент преломления. Кажущееся приподнимание дна.
Отражение неба. Рисунок каустики солнечных лучей на дне при преломлении волнистой водной поверхностью..

 

Вводная инфа: Бегущий по волнам – https://elementy.ru/problems/2381/Begushchiy_po_volnam
  Шторм в Крыму – https://pogoda.mail.ru/news/63757478/

 

 
   
 

Через пару дней Олег П. подкинет фотки с сайта https://ffke1975.narod.ru/ , там полно моря. Вчера погуляли в Сестрорецке под пронизывающим ветром со стороны Финляндии.

Шлите свои фото (умеренного размера, плиз) и рассуждения. Кто захочет присоединиться к групповому снимку, сделайте фото себя так, чтобы линия морского горизонта проходила через вашу голову – тогда нормально пристыкуетесь.

 
Муслим Магомаев
"Синяя вечность"

 

Сегодня 24 ноября, День рождения д. Вовы Пиотуха, который страстно любил море и многих наших товарищей приобщил к красотам Чёрного моря в Крыму.

"Через пару дней Олег П. подкинет фотки с сайта https://ffke1975.narod.ru/ , там полно моря..."

Да уж, не прошла и пара недель, как  —>> 

Балаклава, Крым —>>

Как много в этом зауке...

Сначала вопрос на засыпку. В нынешние времена, когда лишний раз щёлкнуть камерой не стоит никаких трудов, и за время фотосессии на карточке накапливаются сотни файлов, часто ли вы впоследствии пересматриваете свои отснятые сотни мегабайт?

Так вот, коль пошла такая пьянка с разбором старых фотографий, решил (своего удовольствия ради и в беспорядочном порядке) извлечь из сайтовых глубин еще несколько десятков фоток на заданную морскую тематику разных годов начала третьего тысячелетия от Р.Х.  —>>

 

Очень обширная тема )) не знаю с чего начать.
Если с конца (пункт 7), то знаю, что девушки не любят разговаривать, стоя в воде, с мальчиками, так как такое стояние вызуально укорачивает длину их ног.

Что касается пункта 6, то все знают, что далеко в море волны ходят в любую сторону, а вот около берега, почти перпенпендикулярно линии берега. Это из-за того, что близость дна уменьшает скорость волн и соответственно происходит что-то типа «оптического преломления».

В.С.

Преломление света в воде  —>>

Стоящему в воде всегда кажется, что он стоит в самом глубоком месте.
Под ногами кажущаяся глубина в раз меньше реальной.

Рассуждения об оптических искажениях при наблюдениях на морском берегу напомнили наблюдавшуюся когда-то картину. Легкий прибой гонит воду из моря в устье речки Ронже, да к тому же видимый рельеф местности пытается убедить, что речка вытекает из моря и течет куда-то в центр Паланги.

А бывает ли так, чтобы река вытекала из моря?

Можете ознакомиться с небольшим исследованием на тему "Может ли река вытекать из моря?"
Любопытно, что такое место естественного происхождения действительно существует. Немаленькая, так сказать, "вытока" из моря шириной метров 200 и длиной несколько километров течет со скоростью 1 - 3 м/сек. Откуда и куда?  —>>

 ...в конце хотелось бы поговорить о картинах Айвазовского: как физически грамотно изображать воду в движении. Когда-то в Москве ходил в Манеж на выставки и проверял, насколько грамотно художники строили на своих картинах отражения, находил ошибки:-) Особый интерес к каустике — сетке жгучих (каустик) ярких линий. Я. Б. Зельдович в своё время показал, что подобным образом устроена и крупномасштабная структура Вселенной. А здесь малейшее волнение воды приводит к тому, что лучи света начинают преломляться крайне неоднородно, кучкуясь в тонких линиях.

А так, логическая схема беседы была бы: модель возникновения волн в глубоком неограниченном резервуаре под действием постоянного однородного ветра. Рисуют красивые картинки движения частиц воды по кругу. Как переносится при этом энергия и импульс?… Сравнить с моделью возбуждения волн на поверхности желе (упругой среды, но без перемешивания). И с движением волн пшеницы на полях, там вообще каждый колосок сам за себя и не связан с соседями.
Тема неоднородности волнения. 9-я вал и т.д.

Вчера ездили в Кронштадт, в самый западный форт Риф (см.фото). Сверху было видно, что вместо ровных рядов регулярных волн имеем полный разнобой.

С.П.

Волны можно увидеть буквально под ногами – в лужах –>>.

Волны на поверхности воды формируются за счёт силы гравитации и сил поверхностного натяжения. При этом для длинных волн преобладает влияние гравитации, а для коротких волн определяющими являются капиллярные силы.

Как возбуждают волны в лабораториях –>

До открытия гравитационных волн от чёрных дыр так называли обычные морские волны.
Теперь "гравитационные волны на воде"

 

Бегущие по волнам

Ссылка выше на "бегущих по волнам" напомнила мне задачку из сборника "Задачи академика П.Л. Капицы", которую мы решали на семинаре по общей физике.

С какой скоростью надо бежать по поверхности воды, чтобы не утонуть?

Мне неизвестно о существовании сборника решений задач Капицы (наверно, такового и вовсе нет),
и я не помню ход рассуждений под руководством препа на том давнем семинаре.
Помню только, что оценки привели к такому результату - порядка 250 - 300 км/час.  -->>

Кто-нибудь может предложить свое решение или изложить подходы к решению?

Подсказка 1. Тривиальный ответ: с первой космической скоростью.
Подсказка 2. Говорят, большие мастера по водным лыжам умудряются за мощным катером на хорошей скорости глиссировать по воде вообще без лыж, только на своих пятках.

Решение в угле и скорости отталкивания подошвы, необходимо отталкиваться в направлении, чтобы вертикальная компонента скорости компенсировала падение. Тут будет важна вязкость воды. И форма подошвы.


Вязкостный фефект будет зависеть от скорости погружения ботинка. На самом деле нужно как то выковырять из гидродинамики противодействие гравитации - компрессия воды даёт некий модуль Юнга он же Янга (Young modulus). И этот фефект - нелинеен по скорости создания механического давления в воде.


Может, будет полезно вспомнить, что если на воду положить обыкновенную газету, то о неё можно разбить сырое яйцо: здесь -->


Нужно искать решение в области максимального отталкивания от воды, уменьшая обтекание подошвы.
Полусфера или парабола снизу с макс площадью (возможно, изменяемая в процессе толчка) по идее должна обеспечить толкание вниз (под углом) максимального кол-ва воды и, соответственно, импульса бегущего. Мы видим как лягушки, птицы бегут по воде на небольших скоростях.
Если нечестно, то небольшое крыло, экран тоже не помешали бы.


    Some waves calculations: https://lnkd.in/e5Us_ef8

Существуют наземные животные, например, ящерица василиск, которые бегают по воде.
Пресмыкающиеся передвигаются по воде за счет очень частых ударов перепончатых ног по поверхности.
Читайте на WWW.KP.RU: https://www.kp.ru/daily/26428.4/3300396/
Еще: https://elementy.ru/kartinka_dnya/1499/Begushchie_po_vode

 


В 2013 году российский ученый Юрий Иваненко получил Шнобелевскую премию «за открытие, что человек может бегать по поверхности воды, будь эта вода на Луне».

- Мы рассчитали: для того чтобы бегать по воде в земных условиях площадь стопы у человека должна составлять 1 м2, а скорость передвижения - 10 м/с, - объяснял Иваненко.

- Свои расчеты мы экспериментально подтвердили в бассейне, где просили добровольцев одевать ласты и фиксировали их на специальной подвеске, имитирующей снижение гравитации.

По распространенному поверью, во время морской бури девятая волна является самой сильной и зачастую роковой.
Древние греки роковой волной считали третий, а римляне - десятый вал.
А что говорит наука?

На практике волны на воде распространяются группами. Это явление носит название групповой солитон и описывается нелинейным уравнением Шрёдингера, которое описывает совокупность явлений в физике волновых процессов. Обычно, в групповом солитоне находится от 14 до 20 волн, причём средняя волна самая большая. Отсюда следует, что самая высокая волна в группе на воде находится между седьмой и десятой ("девятый вал").
Если в группе волн образовалось большее количество волн, то произойдет ее распад на несколько групп. Таковая неустойивость Бенжамена-Фейера была теоретически обоснована только в 1967 году.
"Нелинейные волны и солитоны"  -->>


И. Айвазовский "Девятый вал"

Волны-убийцы

   

Фото 1940-х гг. большой волны.

Гигантские одиночные волны высотой 20 - 30 метров, возникающие в океане, долгое время считались вымыслом, так как они не укладывались ни в одну существовавшую на то время математическую модель возникновения и поведения морских волн, а также не находилось достаточного количества достоверных свидетельств. Началом научного интереса к явлению является 1 января 1995 года, когда на нефтяной платформе «Дропнер» в Северном море у побережья Норвегии была впервые приборно зафиксирована волна высотой в 25,6 метра, названная волной Дропнера.

Кроме аномальной высоты, волны-убийцы также отличаются аномальной крутизной, представляя собой почти вертикальную стену воды.


Кацусика Хокусай. «Большая волна в Канагаве»,
1823-1831. Метрополитен-музей, Нью-Йорк

Одной из проблем в изучении волн-убийц является сложность их получения в лабораторных условиях. В основном исследователи вынуждены работать с данными, полученными при наблюдениях в естественных условиях, причём такие данные весьма ограничены в силу непредсказуемого характера возникновения волны-убийцы.

В 2011 году впервые экспериментально на воде были получены солитоны-бризеры Перегрина, представляющие собой частное решение нелинейного уравнения Шрёдингера, которые, по мнению многих учёных, являются возможным прототипом волн-убийц. Вследующем году учёным удалось продемонстрировать генерацию солитона-бризера более высокого порядка, для которого амплитуда в пять раз превышает амплитуду фонового волнения.


Численное моделирование волны-убийцы

А что бы вы сказали о волне высотой 524 метра?

Именно на такой высоте над уровнем моря волна повалила деревья на склоне прибрежных гор в бухте Литуйя в 1958 году.

 Мега-цунами в заливе Литуйя -->> 

 Санта Круз бич в Калифорнии
 

 

 

Hosted by uCoz