Hvordan afhænger V -formen på en buebølge af hastighedskilde?

Fysikken:

* bølgehastighed: Vandbølger har en specifik hastighed bestemt af dybden af ​​vandet og andre faktorer.

* Kildehastighed: Objektet, der bevæger sig gennem vandet (båd, and osv.) Har sin egen hastighed.

Forholdet:

* langsom kilde: Når kilden bevæger sig langsommere end bølgehastigheden, spredte bølgerne sig i et cirkulært mønster.

* hurtigere kilde: Når kildens hastighed øges, begynder bølgekrammen at bunke op foran objektet og danner en V-form. Vinklen på V bliver smalere, når kilden bevæger sig hurtigere.

* Kritisk hastighed: Ved en bestemt hastighed kaldes kritisk hastighed , Kilden bevæger sig nøjagtigt så hurtigt som bølgehastigheden. Dette er det punkt, hvor vformen af ​​buebølgen bliver skarpest og nærmer sig en 90-graders vinkel.

* supersonisk hastighed: Når kilden overstiger den kritiske hastighed, bevæger den sig hurtigere end bølgehastigheden. Dette skaber en "buebølge", hvor V-formet faktisk ligger bag kilden og danner en kegleformet forstyrrelsesregion. Dette svarer til Sonic Boom oprettet af et supersonisk fly.

Hvorfor V-formet?

V-formet er et resultat af kilden "overskridelse" af bølgerne, den skaber. Tænk på det sådan:

1. Kilden skaber bølger i alle retninger.

2. Når kilden bevæger sig fremad, skaber den konstant nye bølger.

3. bølgerne bag kilden har en længere afstand til at rejse for at indhente.

4. dette skaber en skæringslinje mellem bølgerne og danner V-formet.

Eksempel:

* En langsomt bevægende båd vil have en bred, lav v-form til sin buebølge.

* En hurtigbåd vil have en meget smalere, skarpere V-form.

* En supersonisk jet, der rejser hurtigere end lyd, skaber en kegleformet chokbølge bag den, hvilket er et lignende koncept.

Key Takeaway:

V-formet af en buebølge er en visuel repræsentation af forholdet mellem kildens hastighed og hastigheden på de bølger, den skaber. Jo skarpere v-form er, jo hurtigere er kilden i bevægelse sammenlignet med bølgehastigheden.