Fysikk og Fascinasjon

en blogg om ny og gammel forskning, og om den fantastiske naturen


Legg igjen en kommentar

Kjølvannsnyheter

Det er gode dager for å studere kjølvannsbølgene bak ender, kajakker og små og store båter. Jeg har skrevet tidligere om hvorfor denne vinkelen alltid blir den samme, uansett hastighet og størrelse på svømmeren. Dette har vært kjent siden Lord Kelvin beskrev fenomenet i 1887. Men nå meldes det om at denne teorien har blitt tatt ett skritt videre.

forskning.no kan man nemlig lese at Simen Ådnøy Ellingsen, som er forsker ved NTNU i Trondheim, har beregnet hva som skjer med kjølvannsbølgene når det er strømninger i vannet under båten. Da kan vinkelen endre seg temmelig mye. Den kan bli smalere, eller bredere, eller den kan bli mye videre på den ene siden av båten, faktisk så mye at bølgene legger seg foran båten. Og i dette tilfellet er alt avhengig av størrelsen til båten, eller hva det nå er som begever seg.

Det som er kult med nyheter som dette, er å se hvor enkelt det faktisk kan være å finne et problem som ingen har løst før, og så løse det (jaja, enkelt og enkelt: man må kunne sin matematikk) og komme frem til noe som er nyttig. Når man går på skolen kan man fort få en følelse av at alt er kjent, og at realfag bare går ut på å lære seg fakta. Slik er det selvfølgelig ikke. Da hadde det ikke vært noe poeng å drive forskning. Det er utrolig mye som fortsatt ikke er kjent, så det er bare å sette i gang. Det er plass til fler.

De som har tilgang gjennom et universitetsbibliotek kan lese den fine artikkelen til Ellingsen her.

20140531-110936.jpg

Advertisements


Legg igjen en kommentar

Har bølgene som endene lager alltid samme vinkel?

Da baby og jeg slappet av i sola ved vannet i går ble jeg sittende og se på ender. Når det er stille på vannet lager endene så fine mønstre bak seg. Og så begynte jeg å lure: Hva er det som bestemmer vinkelen til kjølvannsbølgene? Er det hvor fort anda svømmer? Formen på anda, kanskje? Eller er det egentlig sånn at alle kjølvannsbølgene har den samme vinkelen – og hvorfor, isåfall?

ender

Her måtte et Google-søk til, og det viser seg at disse V-formede kjølvannene kalles for Kelvin-kjølvann. De er oppkalt etter Lord Kelvin (han med temperaturskalaen, og mye annet) som beskrev fenomenet i 1887. Dette går altså definitivt i kategorien Gammel Forskning. Det er ikke bare ender som lager slike kjølvann, man kan også se dem etter båter på stille hav.

Jeg tok faktisk feil med alle mine grublerier. I bunn og grunn er bare en ting som bestemmer vinkelen på kjølvannet, og det er den fysiske loven for tyngdekraft. Denne loven gjør at bølger på dypt vann beveger seg fortere jo større bølgelengde de har, i motsetning til for eksempel lydbølger i luft som går like fort uansett om lyden er lys (kort bølgelengde) eller mørk (lang bølgelengde).

Når anda svømmer lager den hele tiden bølger med mange forskjellige bølgelengder. Disse beveger seg som sirkler ut i fra det punktet der de ble dannet. Kjølvannstripene vi ser er et område der veldig mange bølgetopper fra forskjellige bølger havner på samme sted til samme tid, og forsterker hverandre til noe som ser ut som en stor bølge. Det er bølger andre steder på vannet også, men de er så spredt utover at vi knapt kan se dem.

Vinkelen på den linja som blir dannet av de ytterste av de forsterkede bølgene er omtrent 19 grader i forhold til linja som anda følger. Hvorfor det er akkurat denne vinkelen er man dessverre nødt til å bruke ganske komplisert matematikk for å forstå. Det morsomme er at vinkelen er så grunnleggende. På en annen planet, der et romvesen hadde svømt på en sjø av noe helt annet enn vann, ville kjølvannet ha fått den samme vinkelen så lenge loven for gravitasjon var den samme på denne planeten som på jorda.

Bildene under har jeg lånt fra denne boka for å vise at man kan beskrive hele det vakre Kelvin-mønsteret matematisk uten å si noe som helst om fart eller form på båten (eller anda) eller egenskaper til vannet, annet enn at det er flytende.

Kelvin_sammenligning