Номер 582, страница 87 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Механические волны. Звук. Механические колебания и волны. Звук - номер 582, страница 87.

582. Камень, брошенный в стоячую воду реки, образует волны, разбегающиеся кругами (рис. 116). Какой формы получаются волны от камня, брошенного в текущую воду реки?

Рис. 116

Решение

Когда камень бросают в стоячую воду, волны распространяются от места падения с одинаковой скоростью во всех направлениях. Поэтому фронт каждой волны представляет собой окружность. Все волны, возникающие последовательно, образуют систему концентрических окружностей, то есть окружностей с общим центром в точке падения камня, как показано на рисунке.

Если же камень бросить в текущую воду, то среда, в которой распространяются волны (вода), сама движется с некоторой скоростью $v_{течения}$. Волны по-прежнему распространяются во все стороны относительно воды со скоростью $v_{волны}$. Однако для наблюдателя, стоящего на берегу, к скорости волн будет векторно добавляться скорость течения реки.

Это приводит к тому, что центр каждой образующейся круговой волны сносится вниз по течению. В любой момент времени $t$ после падения камня волна будет представлять собой окружность радиусом $r = v_{волны} \cdot t$, но ее центр сместится от точки падения вниз по течению на расстояние $s = v_{течения} \cdot t$.

Таким образом, форма отдельных волн останется круговой, но их центры не будут совпадать. Наблюдатель увидит систему неконцентрических (эксцентрических) окружностей, центры которых лежат на одной прямой, направленной вдоль течения реки. Окружности будут выглядеть сжатыми на стороне против течения и растянутыми на стороне по течению.

Ответ: Волны будут иметь форму окружностей, но они не будут концентрическими. Их центры будут смещаться вниз по течению реки, образуя систему эксцентрических окружностей.