unde pe apă

Unde pe apă

maree, seişe, tsunami, proroca…

film

•Când suflăm într-o sticlă producem unde pe suprafaţa apei

Avem 2 tipuri de unde pe apă în funcţie de tipul forţei de revenire:

- tensiune superficială (unde mărunte într-o sticlă, într-o baltă)

- gravitaţie (valuri)

În funcţie de cauza care a produs unda pe apă avem:

- seişe (produse de variaţia presiunii atmosferice, lacul din Geneva)

- valuri (produse de vânt)

- tsunami (produse de cutremure submarine, tsunami din Indonezia decembrie 2004)

- maree (produse de atracţia gravitaţională a Lunii)

- val mareic (pe râul Severn în Anglia, în golful Fundi Noua Scoţie, proroca în estuarul Amazonului,

pe râul Quitang în China) când perioada de oscilaţie a apei din estuarul râului sau golfului coincide cu perioada mareică se produce o amplificare a oscilaţiei - rezonanţă!

Seişe

Valuri produse de vânt

Maree

Tsunami

Val mareic

Undele de apă sunt:

- staţionare (practic numai seişele şi mareele; mareele dintr-un bazin închis ca Mediterana sunt de maxim 10 cm şi sunt nesemnificative)

- progresive (valurile produse de vânt, tsunami, val mareic)

Unde staţionare

• Apa dintr-un bazin se va mişca înainte şi înapoi - unde staţionare

• Avem un oscilator armonic! (pătratul perioadei ~ inerţia/forţa de revenire)

Modelul matematic: oscilatorul armonic

-forţa de revenire este forţa elastică

Lacul din Geneva, fântâna arteziană are 120 m înălţime

-Perioada de oscilaţie a apei:

T2=L2/3gH, L - lungimea, H- adâncimea bazinului

-Lacul din Geneva are 60 km lungime şi 150 m adâncime. Perioada observată este de aproximativ 1,5 ore, iar amplitudinea de 1,5 m

-În iunie 1954 o seişă de 3m în lacul Michigan a măturat mai mulţi oameni care pescuiau pe diguri.

-În 1964 undele de şoc al cutremurului din Alaska au dat naştere la seişe în lacurile coastei de sud-est a USA.. Apa a sărit peste marginea unei piscine dintr-un hotel din Atlantic City, statul New Jersey

Seişe

Unde progresive pe apă • Oscilaţiile la rezonanţă sunt profunde:

întregul lichid se mişcă înainte şi înapoi• Undele pe apă sunt unde superficiale:

ele afectează numai partea superioară a lichidului

Mişcarea apei I

În timp ce unda se propagă, apa se mişcă circular!

•Aceasta este diferenţa principală între mişcarea unei particule şi a unei unde:

•mişcarea particulei determină un transport de substanţă

•mişcarea undei în decursul unei perioade nu produce un tranport net de substanţă (doar o mişcare de dute-vino), dar determină un transport de energie (creasta valului se propagă)

Unde şi particule

Mişcarea apei II (unde de apă adâncă)

Unde de apă adâncă

Cu creşterea lui undele de apă adîncă:• se deplasează mai rapid (c²~ g )• sunt mai profunde• conţin mai multă energie pentru o

amplitudine dată

• Cercurile au raza maximă la suprafaţă• Cercurile au raza neglijabilă la o adâncime ~ 1/2 din

lungimea de undă

Mişcarea apei III (unde de apă mică)

Spargerea valurilor - unde de apă mică• viteza undelor de apă mică scade cu

adâncimea H (c²~ g H, >>H)• undele devin mai înalte şi mai înguste

odată cu micşorarea adâncimii• datorită frecării cu fundul plajei partea

inferioară a undei se mişcă mai încet decât creasta şi unda se sparge

• undele cu pantă mică: prielnice surfingului• undele cu pantă mare: talazuri înspumate

Caracteristicile valurilor

•w-lărgimea tubului

•l-lăţimea tubului-panta valului

•înălţimea valului

•Tsunami sunt unde de apă mică, •sunt foarte mari şi foarte energetice

Indonezia 26 decembrie 2004

Tsunami:•De ce sunt atât de distrugătoare undele Tsunami?