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Patrick
Anmeldungsdatum: 05.07.2006
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 Patrick Verfasst am: 05. Okt 2006 20:24 Titel: Wasserwellen |
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Hallo!
Ich habe eine Frage zu Wasserwellen. Welche Kräfte wirken bei der
Wasserwelle, die sich z.B. im Meer ausbreitet und wo liegen diese?
Bitte sagt mir nur die ganzen Kraftwirkungen; morgen muss ich ein Referat über Schwingungen und Wellen halten!
Danke im Vorraus! |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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Patrick
Anmeldungsdatum: 05.07.2006
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| Patrick Verfasst am: 05. Okt 2006 21:15 Titel: |
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Diese Seite kenne ich schon!
Welche Kräfte wirken auf die Wasserwelle und wo müsste man sie in
welche Richtung einzeichnen?
Gibt es Gewichtskräfte oder Windkräfte? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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| dermarkus Verfasst am: 05. Okt 2006 21:27 Titel: |
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Gewichtskräfte gibt es sicher, das sind ja die Gravitationskräfte, die ich oben schon angesprochen habe.
Brauchst du eher die Kräfte, die bestimmen, wie eine Wasserwelle schwingt oder die Kräfte, die eine Wasseroberfläche zum Schwingen anregen könnte?
Zu ersteren gehört sicher auch noch die Oberflächenspannung, das heißt also die Kraft, die versucht, die Größe der Wasseroberfläche zu minimieren.
Zur zweiteren Sorte könnten zum Beispiel Windkräfte gehören, genauso wie die Kräfte, die ein Stein ausübt, der ins Wasser fällt. Ob du diese zweite Sorte von Kräften brauchst, um das zu beschreiben, was du erklären oder rechnen möchtest, weiß ich allerdings nicht. |
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Patrick
Anmeldungsdatum: 05.07.2006
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| Patrick Verfasst am: 05. Okt 2006 21:30 Titel: |
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Ich suche die Kräfte, die die Wasserwelle zum Schwingen bringen
und die sie ausbreiten lassen!
Es wäre auch besonders nett, wenn jemand mir eine Skizze
zeigen würde! |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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Patrick
Anmeldungsdatum: 05.07.2006
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| Patrick Verfasst am: 06. Okt 2006 14:56 Titel: |
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Also, ich hatte Glück, das Referat über Schwingungen und Wellen halte
ich nächste Woche, weil der Physiklehrer krank war.
Wenn mir jemand die Herleitung der Formel für die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wasserwellen erklären würde,
könnte ich eine noch bessere Bewertung auf das Referat bekommen.
Aber erstmal dankeschön! |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 06. Okt 2006 15:37 Titel: |
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Welche Formel meinst du denn? Kennst du sie schon, und wenn ja, kannst du sie mal hier aufschreiben?
Und weißt du schon, was die Variablen bedeuten, die in dieser Formel stehen? |
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Patrick
Anmeldungsdatum: 05.07.2006
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| Patrick Verfasst am: 06. Okt 2006 19:30 Titel: |
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Ich meine die Formel:
})
wo c die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wasserwellen ,lambda die Wellenlänge, g die Fallbeschleunigung und h die Wassertiefe ist.
Wie kommt man auf diese Formel?
Vielleicht mit einer Differentialgleichung... |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 07. Okt 2006 03:13 Titel: |
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| Patrick hat Folgendes geschrieben: |
Wie kommt man auf diese Formel?
Vielleicht mit einer Differentialgleichung... |
Stimmt 
Indem man das Verhalten des Wassers mit Differentialgleichungen beschreibt (das nennt sich dann lineare Wellentheorie), kann man diese Formel herleiten. Um so etwas nachzuvollziehen, muss man sich wohl am besten mal mit Büchern hinsetzen und sich die nötige Mathematik und Physik reinziehen. (Ich schätze mal, nach ein paar Jahren Physikstudium wäre ein möglicher "normaler" Zeitpunkt für sowas.)
Wenn du jetzt schon ein bisschen neugierig darauf bist, wie die Gleichungen in so einer Herleitung in etwa aussehen, dann kannst du ja mal z.B. dort hineinspicken:
http://math.stanford.edu/~dlevy/papers/kdv-bbm.pdf#search=%22water%20waves%20velocity%20derivation%22
In Kapitel 2., also hauptsächlich auf den Seiten 3 und 4, findet sich dort eine sehr knapp gehaltene (das heißt, die eigentlichen Rechenschritte und Umformungsschritte werden oft weggelassen  ) Zusammenfassung einer solchen Herleitung; Gleichung (3.5) unten auf Seite 4 ist die gesuchte Formel.
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Wenn du dich an einer Herleitung für die Wellengeschwindigkeit versuchen möchtest, dann könntest du dich vielleicht auf den Spezialfall der Schwerewellen (also für sehr große Wassertiefen) konzentrieren. Wenn man da weiß, dass sich zu der Geschwindigkeit der Wasserteilchen in Ausbreitungsrichtung der Welle eine vertikale Kreisbewegung der Wasserteilchen addiert,
 http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/waves/water.gif
dann kann man damit durch Betrachtung der kinetischen und potentiellen Energien (unten auf der Kreisbahn müssen die Teilchen schneller sein, da sie dort potentielle Energie in kinetische Energie umgesetzt haben) die Wellengeschwindigkeit der Schwerewellen herleiten. Und dafür kommt man schon mit viel weniger Mathematik zurecht. |
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Patrick
Anmeldungsdatum: 05.07.2006
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| Patrick Verfasst am: 07. Okt 2006 10:47 Titel: |
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Vielen Dank! |
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