Главная

Статьи

Хвилі на поверхні рідини

В про лни на пов е рхності ж і дкості, хвилі , Що виникають і поширюються по вільної поверхні рідини або на поверхні розділу двох змішуються рідин. В. на п. Ж. утворюються під впливом зовнішнього впливу, в результаті якого поверхня рідини виводиться з рівноважного стану (наприклад, при падінні каменя). При цьому виникають сили, що відновлюють рівновагу: сили поверхневого натягу і тяжкості. Залежно від природи відновлюють сил В. на п. Ж. підрозділяються на: капілярні хвилі, якщо переважають сили поверхневого натягу, і гравітаційні, якщо переважають сили тяжіння. У разі, коли спільно діють сили тяжіння і сили поверхневого натягу, хвилі називаються гравітаційно-капілярними. Вплив сил поверхневого натягу найістотніше при малих довжинах хвиль, сил тяжкості - при великих.

Швидкість з поширення В. на п. Ж. залежить від довжини хвилі l. При зростанні довжини хвилі швидкість поширення гравітаційно-капілярних хвиль спочатку убуває до деякого мінімального значення

а потім знову зростає (s - поверхневий натяг, g - прискорення сили тяжіння, r - щільність рідини). Значенням c1 відповідає довжина хвилі

При l> l 1 швидкість поширення залежить переважно від сил тяжіння, а при l <l 1 - від сил поверхневого натягу. Для поверхні розділу води і повітря l 1 = 1,72 см.

Причини виникнення гравітаційних хвиль: тяжіння рідини Сонцем і Місяцем (див. Припливи і відливи ), Рух тіл поблизу або по поверхні води (корабельні хвилі), дія на поверхню рідини системи імпульсивних тисків (вітрові хвилі, початкове відхилення деякого ділянки поверхні від рівноважного положення, наприклад місцеве піднесення рівня при підводному вибуху). Найбільш поширені в природі вітрові хвилі (див. Також хвилі морські ).