Корабни вълни

Корабни вълни - вида на вълните на повърхността на течността, създадени от тяло, движещо се доста бързо по повърхността. Отличителна черта на корабните вълни е характерното местоположение на гребените на вълните, гледано отгоре (виж илюстрацията).

Трябва да обърнете внимание на три характеристики на корабните вълни:

гребените на вълните не вървят успоредно на влака от разминаващи се вълни, но като че ли излизат навън
самите хребети не приличат на прави сегменти, а на дъги, които се огъват навън.
посоката на вълновия влак е около постоянен ъгъл (19,5 °) с посоката на кораба

Това поведение на корабните вълни се обяснява с факта, че гравитационните вълни във водата (които са доста големи вълни) имат закон на дисперсия ω ∼ k >>, от което следва, че фазовата скорост на такива вълни е два пъти по-голяма от тяхната групова скорост. Тяло, движещо се в среда, по-бърза от скоростта на разпространение на вълните в тази среда, излъчва концентрирано вълни в конус на Мах и ъгълът на отваряне на този конус е по-малък, колкото по-голям е броят на Мах (съотношението на скоростта на движение на тялото до скоростта на разпространение на вълната). В резултат се оказва, че ъгълът между гребените на вълната и посоката на движение на кораба (която се определя от фазовата скорост на вълните) ще бъде по-голям от ъгъла на отваряне на вълновия влак, разминаващ се от кораба.

За да обясните второто свойство на корабните вълни, не забравяйте, че от закона за дисперсията за гравитационните вълни във водата следва, че дългите вълни се разпространяват по-бързо от късите. Следователно, колкото по-голяма повърхност вече е заета от вълни, толкова по-бързо вълните пътуват по-нататък. Когато скоростта на разпространение на вълната достигне скоростта на кораба, вълните ще напуснат конуса на Мах.