Sjellja e valëve në trupa të mëdhenj ujorë. Valët në ujë

Valë(Valë, valë, det) - formuar për shkak të ngjitjes së grimcave të lëngut dhe ajrit; duke rrëshqitur përgjatë sipërfaqes së lëmuar të ujit, në fillim ajri krijon valëzime dhe vetëm atëherë, duke vepruar në sipërfaqet e tij të pjerrëta, gradualisht zhvillon agjitacionin e masës ujore. Përvoja ka treguar se grimcat e ujit nuk kanë lëvizje përpara; lëviz vetëm vertikalisht. Valët e detit janë lëvizje e ujit në sipërfaqen e detit që ndodh në intervale të caktuara.

Pika më e lartë e valës quhet krehër ose maja e valës, dhe pika më e ulët është tabani. Lartësia e një valë është distanca nga kreshta në bazën e saj, dhe gjatësia kjo është distanca midis dy kreshtave ose thembrave. Koha ndërmjet dy kreshtave ose lugëve quhet periudhë valët.

Shkaqet kryesore

Mesatarisht, lartësia e një valë gjatë një stuhie në oqean arrin 7-8 metra, zakonisht mund të shtrihet në gjatësi - deri në 150 metra dhe deri në 250 metra gjatë një stuhie.

Në shumicën e rasteve, valët e detit formohen nga era. sipërfaqe. Ndonjëherë valët që godasin bregun mund të vijnë mijëra kilometra nga bregu. Por ka shumë faktorë të tjerë në shfaqjen e valëve të detit: këto janë forcat e baticës së Hënës dhe Diellit, luhatjet e presionit atmosferik, shpërthimet e vullkaneve nënujore, tërmetet nënujore dhe lëvizja e anijeve detare.

Valët e vërejtura në trupa të tjerë ujorë mund të jenë të dy llojeve:

1) Era krijuar nga era, duke marrë një karakter të qëndrueshëm pasi era pushon së vepruari dhe quhen valë të vendosura, ose bymehet; Valët e erës krijohen nga ndikimi i erës (lëvizja e masave ajrore) në sipërfaqen e ujit, pra injektimi. Arsyeja e lëvizjeve osciluese të valëve bëhet e lehtë për t'u kuptuar nëse vëreni efektin e së njëjtës erë në sipërfaqen e një fushe gruri. Paqëndrueshmëria e rrjedhave të erës, të cilat krijojnë valë, është qartë e dukshme.

2) Valët e lëvizjes, ose valët në këmbë, formohen si rezultat i dridhjeve të forta në fund gjatë tërmeteve ose të ngacmuara, për shembull, nga një ndryshim i mprehtë i presionit atmosferik. Këto valë quhen edhe valë të vetme.

Ndryshe nga baticat dhe rrymat, valët nuk lëvizin masat e ujit. Valët lëvizin, por uji mbetet në vend. Një varkë që lëkundet mbi dallgë nuk noton larg me valën. Ajo do të jetë në gjendje të lëvizë pak përgjatë një pjerrësi të pjerrët vetëm falë forcës së gravitetit të tokës. Grimcat e ujit në një valë lëvizin përgjatë unazave. Sa më larg të jenë këto unaza nga sipërfaqja, aq më të vogla bëhen dhe, më në fund, zhduken plotësisht. Duke qenë në një nëndetëse në një thellësi 70-80 metra, nuk do të ndjeni efektin e valëve të detit edhe gjatë stuhisë më të fortë në sipërfaqe.

Llojet e valëve të detit

Valët mund të përshkojnë distanca të mëdha pa ndryshuar formë dhe pa humbur pothuajse asnjë energji, shumë kohë pasi era që i shkaktoi ato të jetë shuar. Duke u thyer në breg, valët e detit lëshojnë energji të madhe të grumbulluar gjatë udhëtimit. Forca e valëve që thyejnë vazhdimisht ndryshon formën e bregut në mënyra të ndryshme. Valët përhapëse dhe rrotulluese lajnë bregun dhe prandaj quhen konstruktive. Dallgët që përplasen në breg e shkatërrojnë gradualisht dhe lajnë plazhet që e mbrojnë. Prandaj quhen shkatërruese.

Valët e ulëta, të gjera, të rrumbullakosura larg nga bregu quhen fryrje. Valët bëjnë që grimcat e ujit të përshkruajnë rrathë dhe unaza. Madhësia e unazave zvogëlohet me thellësinë. Ndërsa vala i afrohet bregut të pjerrët, grimcat e ujit në të përshkruajnë ovale gjithnjë e më të rrafshuara. Duke iu afruar bregut, valët e detit nuk mund të mbyllin më ovalet e tyre dhe dallga thyhet. Në ujë të cekët, grimcat e ujit nuk mund të mbyllin më ovalet e tyre dhe vala thyhet. Kokat janë formuar nga shkëmbinj më të fortë dhe gërryhen më ngadalë se pjesët ngjitur të bregdetit. Valët e pjerrëta dhe të larta të detit minojnë shkëmbinjtë shkëmborë në bazë, duke krijuar kamare. Shkëmbinjtë ndonjëherë shemben. Tarraca e lëmuar nga valët është gjithçka që ka mbetur nga shkëmbinjtë e shkatërruar nga deti. Ndonjëherë uji ngrihet përgjatë çarjeve vertikale në shkëmb deri në majë dhe shpërthen në sipërfaqe, duke formuar një gyp. Forca shkatërruese e valëve zgjeron të çarat në shkëmb, duke formuar shpella. Kur valët konsumohen në shkëmb në të dy anët derisa të takohen në një pushim, formohen harqe. Kur maja e harkut bie në det, mbeten shtylla guri. Themelet e tyre janë dëmtuar dhe shtyllat shemben, duke formuar gurë. Guralecët dhe rëra në plazh janë rezultat i erozionit.

Valët shkatërruese gërryen gradualisht bregdetin dhe largojnë rërën dhe guralecat nga plazhet e detit. Duke sjellë peshën e plotë të ujit të tyre dhe materialin e larë në shpatet dhe shkëmbinjtë, valët shkatërrojnë sipërfaqen e tyre. Ata shtrydhin ujë dhe ajër në çdo çarje, në çdo të çarë, shpesh me energji shpërthyese, duke i ndarë dhe dobësuar gradualisht shkëmbinjtë. Fragmentet e shkëmbinjve të thyer përdoren për shkatërrim të mëtejshëm. Edhe shkëmbinjtë më të fortë shkatërrohen gradualisht, dhe toka në breg ndryshon nën ndikimin e valëve. Valët mund të shkatërrojnë bregun e detit me shpejtësi të mahnitshme. Në Lincolnshire, Angli, erozioni (shkatërrimi) po përparon me një shpejtësi prej 2 m në vit. Që nga viti 1870, kur u ndërtua fari më i madh në Shtetet e Bashkuara në Kepin Hatteras, deti ka larë plazhet 426 m në brendësi të tokës.

Cunami

Cunami Këto janë valë të fuqisë së madhe shkatërruese. Ato shkaktohen nga tërmetet nënujore ose shpërthimet vullkanike dhe mund të kalojnë oqeanet më shpejt se një aeroplan reaktiv: 1000 km/h. Në ujërat e thella, ato mund të jenë më pak se një metër, por, duke iu afruar bregut, ata ngadalësohen dhe rriten në 30-50 metra para se të shemben, duke përmbytur bregun dhe duke fshirë gjithçka në rrugën e tyre. 90% e të gjitha cunamit të regjistruar kanë ndodhur në Oqeanin Paqësor.

Arsyet më të zakonshme.

Rreth 80% e rasteve të gjenerimit të cunamit janë tërmetet nënujore. Gjatë një tërmeti nën ujë, ndodh një zhvendosje e ndërsjellë vertikale e pjesës së poshtme: një pjesë e pjesës fundore fundoset dhe një pjesë ngrihet. Lëvizjet osciluese ndodhin vertikalisht në sipërfaqen e ujit, duke tentuar të kthehen në nivelin fillestar - niveli mesatar i detit - dhe të gjenerojnë një sërë valësh. Jo çdo tërmet nënujor shoqërohet nga një cunami. Tsunamigjenik (d.m.th., gjenerimi i një valë cunami) është zakonisht një tërmet me një burim të cekët. Problemi i njohjes së cunamigjenitetit të një tërmeti ende nuk është zgjidhur dhe shërbimet e paralajmërimit udhëhiqen nga madhësia e tërmetit. Cunamet më të fuqishme krijohen në zonat e nënshtrimit. Gjithashtu, është e nevojshme që goditja nënujore të rezonojë me lëkundjet e valës.

Rrëshqitjet e dheut. Tsunami i këtij lloji ndodh më shpesh sesa vlerësohet në shekullin e 20-të (rreth 7% e të gjithë cunamit). Shpesh një tërmet shkakton një rrëshqitje dheu dhe gjithashtu gjeneron një valë. Më 9 korrik 1958, një tërmet në Alaskë shkaktoi një rrëshqitje dheu në Gjirin Lituya. Një masë gurësh akulli dhe dheu u shemb nga një lartësi prej 1100 m Një valë që arriti një lartësi prej më shumë se 524 m në bregun e kundërt të gjirit, janë mjaft të rralla dhe nuk konsiderohen si standard . Por rrëshqitjet nënujore ndodhin shumë më shpesh në deltat e lumenjve, të cilat nuk janë më pak të rrezikshme. Një tërmet mund të shkaktojë një rrëshqitje dheu dhe, për shembull, në Indonezi, ku sedimentimi i rafteve është shumë i madh, cunami i rrëshqitjes së tokës është veçanërisht i rrezikshëm, pasi ato ndodhin rregullisht, duke shkaktuar valë lokale më shumë se 20 metra të larta.

Shpërthimet vullkanike përbëjnë afërsisht 5% të të gjitha ngjarjeve të cunamit. Shpërthimet e mëdha nënujore kanë të njëjtin efekt si tërmetet. Në shpërthimet e mëdha vullkanike, jo vetëm që gjenerohen valë nga shpërthimi, por uji mbush edhe zgavrat e materialit të shpërthyer apo edhe kalderën, duke rezultuar në një valë të gjatë. Një shembull klasik është cunami i krijuar pas shpërthimit të Krakatoa në 1883. Cunami të mëdha nga vullkani Krakatoa u vëzhguan në portet në mbarë botën dhe shkatërruan një total prej më shumë se 5,000 anije dhe vranë rreth 36,000 njerëz.

Shenjat e një cunami.

• Agjërim i papritur tërheqja e ujit nga bregu në një distancë të konsiderueshme dhe tharja e pjesës së poshtme. Sa më shumë të largohet deti, aq më të larta mund të jenë valët e cunamit. Njerëz që janë në breg dhe nuk dinë për rreziqet, mund të qëndrojë jashtë kuriozitetit ose për të mbledhur peshq dhe guaska. Në këtë rast, është e nevojshme të largoheni nga bregu sa më shpejt të jetë e mundur dhe të largoheni sa më larg prej tij - ky rregull duhet të ndiqet kur, për shembull, në Japoni, në brigjet e Oqeanit Indian të Indonezisë ose Kamchatka. Në rastin e një teletsunami, vala zakonisht afrohet pa u larguar uji.
• Tërmet. Epiqendra e një tërmeti është zakonisht në oqean. Në bregdet, tërmeti është zakonisht shumë më i dobët dhe shpesh nuk ka tërmet fare. Në rajonet e prirura nga cunami, ekziston një rregull që nëse ndihet një tërmet, është më mirë të lëvizni më larg nga bregu dhe në të njëjtën kohë të ngjiteni në një kodër, duke u përgatitur kështu paraprakisht për ardhjen e valës.
• Zhvendosje e pazakontë akulli dhe objekte të tjera lundruese, formimi i çarjeve në akullin e shpejtë.
• Defekte të mëdha të kundërta në skajet e akullit të palëvizshëm dhe shkëmbinj nënujorë, formimi i turmave dhe rrymave.

dallgë mashtrues

dallgë mashtrues(Valët roaming, valë përbindëshi, valë freak - valë anormale) - valë gjigante që lindin në oqean, më shumë se 30 metra të larta, kanë sjellje të pazakontë për valët e detit.

Vetëm 10-15 vjet më parë, shkencëtarët i konsideruan historitë e marinarëve për valët gjigante vrasëse që shfaqen nga askund dhe fundosin anijet si thjesht folklor detar. Për një kohë të gjatë valët endacake konsideroheshin trillime, pasi ato nuk përshtateshin në asnjë model matematikor që ekzistonte në atë kohë për llogaritjen e dukurisë dhe sjelljes së tyre, sepse valët me lartësi më shumë se 21 metra nuk mund të ekzistojnë në oqeanet e planetit Tokë.

Një nga përshkrimet e para të një valë përbindësh daton në 1826. Lartësia e saj ishte më shumë se 25 metra dhe u vu re në Oqeanin Atlantik pranë Gjirit të Biscay. Askush nuk e besoi këtë mesazh. Dhe në vitin 1840, lundërtari Dumont d'Urville rrezikoi të shfaqej në një takim të Shoqërisë Gjeografike Franceze dhe të deklaronte se kishte parë një valë 35 metra me sytë e tij, por kishte histori për valë të mëdha fantazmë që papritmas u shfaqën në mes të oqeanit edhe me një stuhi të vogël, dhe pjerrësia e tyre u ngjante mureve të tejdukshme të ujit, ajo bëhej gjithnjë e më shumë.

Dëshmi historike e valëve mashtruese

Kështu, në vitin 1933, anija e marinës amerikane Ramapo u kap nga një stuhi në Oqeanin Paqësor. Për shtatë ditë anija u përmbys nga dallgët. Dhe në mëngjesin e 7 shkurtit, një bosht me lartësi të jashtëzakonshme u zvarrit papritur nga pas. Së pari, anija u hodh në një humnerë të thellë dhe më pas u ngrit pothuajse vertikalisht mbi një mal me ujë të shkumëzuar. Ekuipazhi, i cili pati fatin të mbijetonte, regjistroi një lartësi vale prej 34 metrash. Lëvizte me një shpejtësi prej 23 m/sek, ose 85 km/h. Deri më tani, kjo konsiderohet vala më e lartë mashtruese e matur ndonjëherë.

Gjatë Luftës së Dytë Botërore, në 1942, linja e linjës Queen Mary transportoi 16 mijë personel ushtarak amerikan nga Nju Jorku në MB (nga rruga, një rekord për numrin e njerëzve të transportuar në një anije). Papritur u shfaq një valë 28 metra. "Kuverta e sipërme ishte në lartësinë e saj të zakonshme, dhe papritmas - papritur - u rrëzua," kujtoi Dr. Norval Carter, i cili ishte në bordin e anijes fatkeqe. Anija u anua në një kënd prej 53 gradë - nëse këndi do të kishte qenë edhe tre gradë më shumë, vdekja do të ishte e pashmangshme. Historia e "Queen Mary" formoi bazën e filmit hollivudian "Poseidon".

Megjithatë, më 1 janar 1995, në platformën e naftës Dropner në Detin e Veriut në brigjet e Norvegjisë, një valë 25.6 metra e lartë, e quajtur vala Dropner, u regjistrua për herë të parë nga instrumentet. Projekti Maximum Wave na lejoi të hedhim një vështrim të ri në shkaqet e vdekjes së anijeve të ngarkesave të thata që transportonin kontejnerë dhe ngarkesa të tjera të rëndësishme. Hulumtimet e mëtejshme regjistruan për tre javë në mbarë globin më shumë se 10 valë të vetme gjigante, lartësia e të cilave i kalonte 20 metra. Projekti i ri quhet Wave Atlas, i cili parashikon përpilimin e një harte mbarëbotërore të valëve të përbindëshave të vëzhguara dhe përpunimin dhe shtimin e tij të mëvonshëm.

Shkaqet

Ekzistojnë disa hipoteza për shkaqet e valëve ekstreme. Shumë prej tyre u mungon sensi i përbashkët. Shpjegimet më të thjeshta bazohen në analizën e një mbivendosjeje të thjeshtë të valëve me gjatësi të ndryshme. Vlerësimet, megjithatë, tregojnë se probabiliteti i valëve ekstreme në një skemë të tillë është shumë i vogël. Një tjetër hipotezë e rëndësishme sugjeron mundësinë e fokusimit të energjisë së valës në disa struktura të rrymës sipërfaqësore. Megjithatë, këto struktura janë shumë specifike për një mekanizëm të fokusimit të energjisë për të shpjeguar shfaqjen sistematike të valëve ekstreme. Shpjegimi më i besueshëm për shfaqjen e valëve ekstreme duhet të bazohet në mekanizmat e brendshëm të valëve sipërfaqësore jolineare pa përfshirë faktorë të jashtëm.

Interesante, valë të tilla mund të jenë edhe kreshta dhe lug, gjë që konfirmohet nga dëshmitarët okularë. Hulumtimi i mëtejshëm përfshin efektet e jolinearitetit në valët e erës, të cilat mund të çojnë në formimin e grupeve të vogla të valëve (paketave) ose valëve individuale (solitone) që mund të udhëtojnë në distanca të gjata pa ndryshuar ndjeshëm strukturën e tyre. Paketa të ngjashme janë vërejtur gjithashtu shumë herë në praktikë. Tiparet karakteristike të grupeve të tilla të valëve, që konfirmojnë këtë teori, janë se ato lëvizin në mënyrë të pavarur nga valët e tjera dhe kanë një gjerësi të vogël (më pak se 1 km), me lartësi që zvogëlohen ndjeshëm në skajet.

Megjithatë, ende nuk ka qenë e mundur të sqarohet plotësisht natyra e valëve anormale.

Mundohuni të numëroni sa ngjyra ka një ylber. Kjo detyrë nuk mund të kryhet. Nuk ka kufij të mprehtë midis vijave të kuqe dhe portokalli, blu dhe cian, si dhe midis çdo vija fqinje: ka shumë tone kalimtare midis tyre. Jo të gjitha nuancat e ngjyrave mund të dallohen nga syri. Shpesh është e vështirë të përcaktohet nëse një ngjyrë është "më afër blusë" ose "më afër blusë".

A nuk është e mundur, në këtë rast, që çdo rreze të gjejë një karakteristikë më të saktë se ngjyra e saj? Fizikanët kanë gjetur një karakteristikë të tillë - dhe shumë të saktë.

Kjo ndodhi për shkak të zbulimit të vetive valore të dritës.

Çfarë janë valët dhe cilat janë vetitë e tyre?

Për hir të qartësisë, fillimisht do të njihemi me valët në sipërfaqen e ujit.

Të gjithë e dinë se valët e ujit janë të ndryshme. Një fryrje mezi e dukshme përshkon pellgun, duke tundur butësisht spinën e peshkatarit; në hapësirat e detit, boshte të mëdha ujore shkëmbejnë avullore që shkojnë në oqean. Si ndryshojnë valët nga njëra-tjetra? Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje, le të shohim se si lindin valët e ujit.

Si një ngacmues i valëve të ujit, ne do të marrim pajisjen e treguar në Fig. 3. Kur motori A rrotullohet në mënyrë ekscentrike B, shufra B lëviz në mënyrë ritmike lart e poshtë, duke u zhytur në ujë në thellësi të ndryshme. Valët përhapen prej saj në formën e rrathëve me një qendër (Fig. 4). Ato paraqesin një sërë kreshtash dhe depresionesh të alternuara.

Distanca midis kreshtave ose gropave ngjitur quhet gjatësi vale dhe zakonisht shënohet me shkronjën greke X (lambda). Le të rrisim numrin e rrotullimeve të motorit, dhe për këtë arsye frekuencën e lëkundjeve të shufrës, përgjysmë. Atëherë numri i valëve që shfaqen në të njëjtën kohë do të jetë dy herë më i madh. Por gjatësia e valës tani do të jetë gjysmë e gjatë. Numri i valëve të prodhuara në një sekondë quhet frekuencë e valës. Zakonisht shënohet me shkronjën greke V (nu).

Lëreni një tapë të notojë në ujë. Nën ndikimin e një valë udhëtuese, ajo do të lëkundet. Kreshta që i afrohet tapës do ta ngrejë atë lart, dhe depresioni pasues do ta ulë atë poshtë. Në një sekondë, tapa do të ngrejë aq kreshta (dhe do të ulë sa më shumë koritë) sa do të formohen valët gjatë kësaj kohe. Dhe ky numër është frekuenca e valës V. Kjo do të thotë se priza do të lëkundet me frekuencën V. Kështu, duke zbuluar veprimin e valëve, ne mund të vendosim frekuencën e tyre në çdo pikë të përhapjes së tyre.

Për hir të thjeshtësisë, do të supozojmë se valët nuk prishen. Frekuenca dhe gjatësia e valëve të pamposhtura lidhen me njëra-tjetrën me një ligj të thjeshtë. Valët V formohen në sekondë. Të gjitha këto valë do të përshtaten brenda një segmenti të caktuar. Vala e parë e formuar në fillim të së dytës do të arrijë në fund të këtij segmenti; ndahet nga burimi në një distancë të barabartë me gjatësinë e valës shumëfish të frekuencës. Por distanca e përshkuar nga vala në sekondë është shpejtësia e valës V. Pra, = Nëse gjatësia e valës dhe shpejtësia e përhapjes së valës dihen, atëherë

Ju mund të përcaktoni frekuencën V, përkatësisht: V - y.

Frekuenca dhe gjatësia e valës janë karakteristikat e tyre thelbësore; Këto karakteristika dallojnë disa valë nga të tjerat.

Përveç frekuencës (ose gjatësisë së valës), blloqet ndryshojnë gjithashtu në lartësinë e kreshtave (ose thellësinë e korijeve). Lartësia e valës matet nga niveli horizontal i sipërfaqes së pushimit të ujit. Ajo quhet amplitudë.

Evolucioni i dritës Bota moderne shkëlqen me ngjyra të ndezura edhe nga hapësira: stacionet hapësinore dhe ekuipazhi në bord mund të shohin një pamje mahnitëse gjatë natës: një rrjetë të ndezur dritash të ndritshme të qytetit. Ky është një produkt...

Historia jonë po i vjen fundi. Tani kemi mësuar se çfarë armësh të fuqishme teorike dhe praktike mori njeriu duke studiuar ligjet e origjinës dhe përhapjes së dritës dhe sa e vështirë është rruga për t'i kuptuar këto...

Industria moderne shtron kërkesa jashtëzakonisht të larta për cilësinë e metaleve. Makinat dhe veglat moderne funksionojnë në një larmi të gjerë temperaturash, presionesh, shpejtësish, fushash elektrike dhe magnetike. Le të marrim për shembull një mjet prerës. ...

• Valët e fërkimit:
  
  
  • era, e formuar si rezultat i veprimit të erës
  
  
  • thellë
  
  


• Valët e baticës.


• Valët gravitacionale:
  
  
  • valët gravitacionale në ujë të cekët
  
  
  • valët gravitacionale në ujë të thellë
  
  
  • valët sizmike (tsunami) që lindin në oqeane si rezultat i një tërmeti (ose aktiviteti vullkanik) dhe arrijnë një lartësi prej 10-30 m nga bregu.
  
  
  • valët e anijeve
  
  

Valët e erës lindin me erën, kur era ndalet, këto valë në formën e një fryrjeje të vdekur, duke u zbehur gradualisht, vazhdojnë të lëvizin në të njëjtin drejtim. Valët e erës varen nga madhësia e hapësirës ujore të hapur për përshpejtimin e valës, shpejtësinë e erës dhe kohën e veprimit në një drejtim, si dhe thellësinë. Ndërsa thellësia zvogëlohet, vala bëhet më e pjerrët.
Valët e erës janë asimetrike, pjerrësia e tyre drejt erës është e butë, pjerrësia e tyre e pjerrët është e pjerrët. Meqenëse era vepron më fort në pjesën e sipërme të valës sesa në pjesën e poshtme, kreshta e valës shkërmoqet, duke formuar "qengjat". Në det të hapur, "lamblets" formohen në një erë që quhet "e freskët" (forca e erës 5 dhe shpejtësia 8,0-10,7 m/s, ose 33 km/h).
Fryhet- eksitim që vazhdon pasi era tashmë është shuar, dobësuar ose ndryshuar drejtim. Një shqetësim që përhapet me inerci në qetësi të plotë quhet fryrje e vdekur.
Kur valët nga drejtime të ndryshme takohen në një zonë të caktuar, a shtypje. Akumulimi kaotik i valëve të formuara kur valët e drejtpërdrejta takohen me ato të reflektuara është gjithashtu shtypje.
Kur dallgët kalojnë mbi brigje, shkëmbinj nënujorë dhe shkëmbinj, ndërprerësit.
Afrimi i valëve në breg me një rritje në lartësi dhe pjerrësi dhe përmbysja pasuese quhet shfletoj.

Surfimi merr karakter të ndryshëm në varësi të cilit breg: i cekët (që ka kënde të vogla pjerrësie dhe një gjerësi të madhe të pjerrësisë nënujore) ose i thellë (që ka pjerrësi të konsiderueshme të shpatit nënujor).

Formohet përmbysja e kreshtës së një valë lëvizëse mbi një breg të pjerrët gabimet e kundërta duke pasur fuqi të madhe shkatërruese.

© Yuri Danilevsky: Stuhia e nëntorit. Sevastopol

Kur surfimi ndodh pranë një bregu të thellë që ngrihet në mënyrë të pjerrët nga uji, vala shpërthen vetëm kur godet bregun. Në këtë rast, formohet një valë e kundërt, duke takuar atë tjetër dhe duke zvogëluar forcën e saj të ndikimit, dhe më pas një valë e re hyn dhe godet përsëri bregun.
Ndikime të tilla valore në rastin e një fryrje të madhe ose valë të forta shoqërohen shpesh me valë valësh në një lartësi të konsiderueshme.

© Stuhia në Sevastopol, 11 nëntor 2007

Në brigjet e Detit të Zi, forca e goditjes së valës mund të arrijë 25 tonë për 1 m 2.
Kur përmbyset, vala fiton forcë të madhe. Në ishujt Shetland, në veri të Skocisë, ka fragmente shkëmbinjsh gneiss që peshojnë deri në 6-13 tonë, të hedhura nga sërfi në një lartësi prej 20 m mbi nivelin e detit.

Lëvizja e shpejtë e valëve dhe fryrja në breg quhet rrokulliset përpara.

Valët janë të rregullta kur kreshtat e tyre janë qartë të dukshme dhe të parregullta kur valët nuk kanë kreshta të përcaktuara qartë dhe formohen pa ndonjë model të dukshëm.
Kreshtat e valëve pingul me drejtimin e erës në det të hapur, liqen, rezervuar, por pranë bregut zënë pozicion paralel me vijën bregdetare, duke vrapuar drejt bankave.
Drejtimi i përhapjes së valëve në det të hapur tregohet në sipërfaqen e ujit nga një familje vijash paralele shkume - gjurmët e kreshtave të valëve që shemben.

> Valët e ujit

Eksploroni valë mbi ujë dhe elementet lëvizëse në një rreth. Gjeni se çfarë është shpejtësia e fazës dhe grupit, një valë e rrafshët, një shembull i lëvizjes rrethore.

Zakonisht valët e ujit(lëvizjet anësore dhe gjatësore) mund të merren parasysh në jetën reale.

Objektivi mësimor

• Përshkruani lëvizjen e grimcave në valët e ujit.

Pikat kryesore

• Grimcat në valët e ujit lëvizin në një rreth.
• Nëse valët lëvizin më ngadalë se era mbi to, atëherë energjia transferohet nga era në valë.
• Në sipërfaqe, dridhjet fitojnë forcën maksimale dhe e humbasin atë ndërsa zhyten.

Kushtet

• Shpejtësia e fazës është shpejtësia e përhapjes së një vale të pastër sinus me gjatësi të pafundme dhe amplitudë të vogël.
• Shpejtësia e grupit është shpejtësia e përhapjes së mbështjellësit të valëve të moduluara. Konsiderohet si shpejtësia e transmetimit të informacionit ose energjisë.
• Vala e rrafshët - fotonet valore veprojnë si plane paralele të pafundme me amplitudë konstante nga maja në kulm, të vendosura pingul me vektorin e shpejtësisë së fazës.

Shembull

Mënyra më e lehtë është të shkoni në det, liqen, apo edhe të shkoni në tualet. Thjesht fryni në një filxhan me ujë dhe vini re se krijoni valë.

Valët e ujit ofrojnë një zonë të pasur për studimin e fizikantëve. Për më tepër, përshkrimi i tyre shkon përtej qëllimit të kursit hyrës. Ne shpesh i shikojmë valët në 2D, por këtu do të diskutojmë 1D.

Valët sipërfaqësore në ujë

E veçanta e këtyre dukurive qëndron në faktin se ato arrijnë të përfshijnë lëvizje tërthore dhe gjatësore. Për shkak të kësaj, grimcat bëjnë lëvizje rrethore (në drejtim të akrepave të orës). Lëvizja osciluese është më e larta në sipërfaqe dhe dobësohet me thellimin.

Valët krijohen nga era që kalon mbi sipërfaqen e detit. Nëse shpejtësia e përhapjes së valës është më e ulët se era, atëherë energjia transferohet nga era në valë.

Nëse në thellësi ndeshim valë të rrafshët lineare monokromatike, atëherë grimcat pranë sipërfaqes lëvizin në formë rrethi, duke formuar lëvizje valore gjatësore (para dhe mbrapa) dhe tërthore (lart dhe poshtë). Kur përhapja e valës ndodh në ujë të cekët, trajektoret e grimcave ngjeshen në elipsa. Sa më e lartë të jetë amplituda, aq më e dobët është orbita e mbyllur. Pasi kalojnë përgjatë kreshtave, grimcat zhvendosen nga pozicioni i mëparshëm dhe formojnë një zhvendosje Stokes.

Para jush është një valë që përhapet drejt shpejtësisë së fazës

Valët e ujit transportojnë energji, kështu që ata përdorin lëvizjen fizike për ta gjeneruar atë. Fuqia e valës varet nga madhësia, gjatësia dhe dendësia e ujit. Një valë e thellë korrespondon me një thellësi uji më të madhe se gjysma e gjatësisë së valës. Sa më e thellë të jetë vala, aq më shpejt përhapet. Në ujë të cekët, shpejtësia e grupit arrin shpejtësinë fazore. Aktualisht ato nuk ofrojnë një formë të qëndrueshme për t'u përdorur si burime të qëndrueshme të rinovueshme të energjisë.

Lëvizja e ujit bën që grimcat të udhëtojnë në një rrugë rrethore (në drejtim të akrepave të orës). Puna është se vala ka veti tërthore dhe gjatësore

Formulat e nxjerra më sipër janë të përshtatshme vetëm për valët në ujë të thellë. Ato janë ende mjaft të sakta nëse thellësia e ujit është e barabartë me gjysmën e gjatësisë së valës. Në thellësi më të cekëta, grimcat e ujit në sipërfaqen e valës përshkruajnë jo trajektore rrethore, por eliptike, dhe marrëdhëniet e prejardhura janë të pasakta dhe në fakt marrin një formë më komplekse. Sidoqoftë, për valët në ujë shumë të cekët, si dhe për valët shumë të gjata në ujë të mesëm, marrëdhënia midis gjatësisë dhe shpejtësisë së përhapjes së valës përsëri merr një formë më të thjeshtë. Në të dyja këto raste, lëvizjet vertikale të grimcave të ujit në sipërfaqen e lirë janë shumë të vogla në krahasim me lëvizjet horizontale. Prandaj, përsëri mund të supozojmë se valët kanë një formë afërsisht sinusoidale. Meqenëse trajektoret e grimcave janë elipse shumë të rrafshuara, efekti i nxitimit vertikal në shpërndarjen e presionit mund të neglizhohet. Pastaj në çdo vertikale presioni do të ndryshojë sipas një ligji statik.

Lëreni një "bosht" uji me gjerësi b të përhapet me një shpejtësi c nga e djathta në të majtë në sipërfaqen e ujit mbi një fund të sheshtë, duke rritur nivelin e ujit nga h 1 në h 2 (Figura 4.4). Para ardhjes së bymimit, uji ishte në qetësi. Shpejtësia e lëvizjes së saj pas rritjes së nivelit të mburojës. Kjo shpejtësi nuk përkon me shpejtësinë e boshtit, është e nevojshme për të shkaktuar një lëvizje anësore të vëllimit të ujit në zonën e tranzicionit të gjerësisë b në të djathtë dhe në këtë mënyrë të rritet niveli i ujit.

Fig 4.4 n

Pjerrësia e boshtit në të gjithë gjerësinë e tij supozohet të jetë konstante dhe e barabartë. Me kusht që shpejtësia u të jetë mjaft e vogël sa të mund të neglizhohet në krahasim me shpejtësinë c të përhapjes së boshtit, shpejtësia vertikale e ujit në zonën e boshtit do të jetë e barabartë me (Figura 4.5)

Kushti i vazhdimësisë 3.4, i aplikuar në një shtresë të vetme uji (në drejtim pingul me rrafshin e figurës 4.4), ka formën

u 1 l 1 = u 2 l 2 , (integrali u zhduk për shkak të linearitetit të zonave në shqyrtim),

këtu u 1 dhe u 2 janë shpejtësitë mesatare në seksionet tërthore l 1 dhe l 2 të rrjedhës, përkatësisht. l 1 dhe l 2 - sasi lineare (gjatësi).

Ky ekuacion, i zbatuar në këtë rast, çon në relacionin

h 2 u = bV, ose h 2 u = c (h 2 -h 1). (4.9)

Nga 4.9 është e qartë se marrëdhënia midis shpejtësive u dhe c nuk varet nga gjerësia e boshtit.

Ekuacioni 4.9 mbetet i vërtetë për një bosht të një profili jo drejtvizor (me kusht që këndi b të jetë i vogël). Kjo është e lehtë për t'u treguar duke e ndarë një bosht të tillë në një numër boshtesh të ngushtë me profile të drejta dhe duke shtuar ekuacionet e vazhdimësisë të përpiluara për çdo bosht individual:

Ku, me kusht që diferenca h 2 - h 1 mund të neglizhohet dhe në vend të h 2i në secilin rast, të zëvendësohet h 2, rezulton. Ky kusht është i vlefshëm nën supozimin tashmë të pranuar se shpejtësia u është e vogël (shih 4.9).

Lidhja kinematike 4.9 duhet të shoqërohet nga një lidhje dinamike që rrjedh nga konsideratat e mëposhtme:

Një vëllim uji me gjerësi b në zonën e boshtit është në lëvizje të përshpejtuar, pasi grimcat që përbëjnë këtë vëllim fillojnë lëvizjen e tyre në skajin e djathtë me shpejtësi zero, dhe në skajin e majtë kanë shpejtësi w (Figura 4.4). Një grimcë arbitrare uji merret nga zona brenda boshtit. Koha që i duhet boshtit për të kaluar mbi këtë grimcë është

prandaj nxitimi i grimcave

Më pas, gjerësia e boshtit (dimensioni i tij linear në një plan pingul me figurën) merret e barabartë me një (Figura 4.6). Kjo na lejon të shkruajmë shprehjen për masën e vëllimit të ujit të vendosur në zonën e boshtit si më poshtë:

Ku h m është niveli mesatar i ujit në zonën e boshtit. (4.11)

Diferenca e presionit në të dy anët e boshtit në të njëjtën lartësi është (sipas formulës hidrostatike), ku është një konstante për një substancë të caktuar (uji).

Prandaj, forca totale e presionit që vepron në vëllimin e ujit në shqyrtim në drejtimin horizontal është e barabartë. Ligji i dytë i Njutonit (ekuacioni bazë i dinamikës), duke marrë parasysh 4.10 dhe 4.11, do të shkruhet si:

Ku. (4.12)

Pra, gjerësia e boshtit u hoq nga ekuacioni. Në të njëjtën mënyrë siç u veprua për ekuacionin 4.9, vërtetohet se ekuacioni 4.12 është i zbatueshëm edhe për një bosht me profil të ndryshëm, me kusht që diferenca h 2 - h 1 të jetë e vogël në krahasim me vetë h 2 dhe h 1.

Pra, ekziston një sistem ekuacionesh 4.9 dhe 4.12. Më pas, në anën e majtë të ekuacionit 4.9, h 2 zëvendësohet me h m (i cili, me një bosht të ulët dhe, si pasojë, një ndryshim i vogël h 2 - h 1, është mjaft i pranueshëm) dhe ekuacioni 4.12 ndahet në ekuacionin 4.9 :

Pas reduktimeve rezulton

Alternimi i boshteve me kënde simetrike të prirjes (të ashtuquajturat boshte pozitive dhe negative) çon në formimin e valëve. Shpejtësia e përhapjes së valëve të tilla nuk varet nga forma e tyre.

Valët e gjata në ujërat e cekët udhëtojnë me një shpejtësi të quajtur shpejtësi kritike.

Nëse disa boshte të ulëta ndjekin njëri-tjetrin në ujë, secila prej të cilave rrit paksa nivelin e ujit, atëherë shpejtësia e secilit bosht pasues është pak më e madhe se shpejtësia e boshtit të mëparshëm, pasi ky i fundit tashmë ka shkaktuar një rritje të lehtë në thellësi. h. Përveç kësaj, çdo bosht pasues nuk përhapet më në ujë të qetë, por në ujë që tashmë lëviz në drejtimin e lëvizjes së boshtit me një shpejtësi prej E gjithë kjo çon në faktin se boshtet e mëvonshme kapin ato të mëparshme, duke rezultuar në një bosht të pjerrët me lartësi të kufizuar.