Drgania i fale
grudzień 2022•3 pkt

Zadanie 7.1

Model statku porusza się po powierzchni płytkiej wody wzdłuż osi xx ze stałą prędkością o wartości v=0,50 m/sv = 0,50\,m/s. W wyniku tego ruchu powstają fale na powierzchni wody.
Rozprzestrzenianie się tych fal opiszemy w modelu zjawiska, w którym zakładamy, że:

  • w każdym położeniu model statku wytwarza na powierzchni wody falę kołową, a obserwowana fala jest wynikiem nałożenia się tych fal kołowych
  • prędkość fali na powierzchni wody jest w tym przypadku stała.
    Na poniższym rysunku przedstawiono (w pewnej skali) obraz powierzchni falowych w chwili tDt_D, gdy model statku znajdował się w punkcie DD. Linią ciągłą oznaczono obserwowaną powierzchnię falową, a liniami przerywanymi oznaczono czoła fal wytworzonych przez model statku w chwilach, gdy znajdował się on – odpowiednio – w punktach A,B,CA, B, C.
    Długości odcinków na poniższym rysunku spełniają równość: ∣AB∣=∣BC∣=∣CD∣|AB| = |BC| = |CD|.

Zadanie 7.1.
Oblicz wartość prędkości fal na wodzie, po której płynie model statku.
Zapisz obliczenia i przedstaw tok rozumowania (za pomocą zapisanych zależności i związków lub słownie) prowadzący do wyniku.
Uwaga! Niektóre dane liczbowe są zawarte w geometrii rysunku. W celu rozwiązania tego zadania wykonaj odpowiednie pomiary linijką – z dokładnością do 1 mm.