Πώς εξαρτάται το σχήμα V ενός κύματος τόξου από την πηγή ταχύτητας;
Η φυσική:
* Ταχύτητα κύματος: Τα κύματα νερού έχουν μια συγκεκριμένη ταχύτητα που καθορίζεται από το βάθος του νερού και άλλων παραγόντων.
* ταχύτητα πηγής: Το αντικείμενο που μετακινείται μέσα από το νερό (σκάφος, πάπια, κλπ.) Έχει τη δική του ταχύτητα.
Η σχέση:
* Αργή πηγή: Όταν η πηγή κινείται πιο αργά από την ταχύτητα κύματος, τα κύματα απλώθηκαν σε κυκλικό μοτίβο.
* Ταχύτερη πηγή: Καθώς η ταχύτητα της πηγής αυξάνεται, οι κορυφές των κυμάτων αρχίζουν να συσσωρεύονται μπροστά από το αντικείμενο, σχηματίζοντας ένα σχήμα V. Η γωνία του V γίνεται στενότερη καθώς η πηγή κινείται γρηγορότερα.
* Κρίσιμη ταχύτητα: Με συγκεκριμένη ταχύτητα, που ονομάζεται κρίσιμη ταχύτητα , η πηγή κινείται τόσο γρήγορα όσο η ταχύτητα κύματος. Αυτό είναι το σημείο όπου το σχήμα V του κύματος τόξου γίνεται πιο έντονη, πλησιάζοντας μια γωνία 90 μοιρών.
* υπερηχητική ταχύτητα: Όταν η πηγή υπερβαίνει την κρίσιμη ταχύτητα, κινείται γρηγορότερα από την ταχύτητα κύματος. Αυτό δημιουργεί ένα "κύμα τόξου" όπου το σχήμα V είναι στην πραγματικότητα πίσω από την πηγή, σχηματίζοντας μια περιοχή διαταραχής σε σχήμα κώνου. Αυτό είναι παρόμοιο με το Sonic Boom που δημιουργήθηκε από ένα υπερηχητικό αεροσκάφος.
Γιατί το σχήμα V;
Το σχήμα V είναι αποτέλεσμα της πηγής "ξεπεράσει" τα κύματα που δημιουργεί. Σκεφτείτε το έτσι:
1. Η πηγή δημιουργεί κύματα προς όλες τις κατευθύνσεις.
2. Καθώς η πηγή κινείται προς τα εμπρός, δημιουργεί συνεχώς νέα κύματα.
3. Τα κύματα πίσω από την πηγή έχουν μεγαλύτερη απόσταση για να ταξιδέψουν για να καλύψουν τη διαφορά.
4. Αυτό δημιουργεί μια σειρά διασταύρωσης μεταξύ των κυμάτων, σχηματίζοντας το σχήμα V.
Παράδειγμα:
* Ένα σκάφος αργής μετακίνησης θα έχει ένα ευρύ, ρηχό σχήμα V στο κύμα του τόξου του.
* Ένα ταχύπλοο θα έχει ένα πολύ στενότερο, πιο έντονο σχήμα V.
* Ένα υπερηχητικό τζετ που ταξιδεύει γρηγορότερα από τον ήχο δημιουργεί ένα κωνικό κύμα κλονισμού πίσω από αυτό, το οποίο είναι μια παρόμοια έννοια.
Key Takeaway:
Το σχήμα V ενός κύματος τόξου είναι μια οπτική αναπαράσταση της σχέσης μεταξύ της ταχύτητας της πηγής και της ταχύτητας των κυμάτων που δημιουργεί. Όσο πιο έντονο είναι το σχήμα V, τόσο πιο γρήγορα η πηγή κινείται σε σύγκριση με την ταχύτητα κύματος.
