Hallo,
wenn man einen Stein ins Wasser wirft, dann scheinen die Wasserwellen lang zu brauchen, bis sie sich sagen wir mal 5m von der Einschlagstelle des Steins entfernt haben, also dort bemerkbar sind. Jetzt ist doch die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit in Wasser ca. 1500 m/s, das heißt, dass nach 1 s der Wellenberg schon 1,5 km von der Einschlagstelle weg sein müsste.
Ich denke mir jetzt, dass das auch so ist, aber die Dämpfung des Wassers so groß ist, dass man die Welle eben nach einigen Metern nicht mehr sieht, aber warum kommt die Welle dann überhaut irgendwann bei 5 m an?
Was haltet ihr davon?
Nochmal so am Rande. Die Schallausbreitungsgeschwindigkeit in der Luft hänt ja von der Dichte ab und der Temparatur.
Wenn man jetzt doppelte Dichte der Luft hat, aber dafür nur noch halbe Temperatur, dann bleibt doch die Ausbreitungsgeschwindigkeit gleich zur oben genannten Ausgangssituation mit der Dichte L und Temperatur T, oder?
Jetzt ist doch die
Wellenausbreitungsgeschwindigkeit in Wasser ca. 1500 m/s, das
heißt, dass nach 1 s der Wellenberg schon 1,5 km von der
Einschlagstelle weg sein müsste.
die angabe bezieht sich auf die schallgeschwindigkeit im wasser, was natürlich die ausbreitungsgeschwindigkeit der longitudinalwellen ist. die wellen, die du auf der wasseroberfläche siehst, sind aber transversalwellen der grenzfläche zwischen wasser und luft. müßte offensichtlich ein ganz anderer wert sein, wobei ich keine ahnung habe, wie man den berechnen kann.
Nochmal so am Rande. Die Schallausbreitungsgeschwindigkeit in
der Luft hänt ja von der Dichte ab und der Temparatur.
Wenn man jetzt doppelte Dichte der Luft hat, aber dafür nur
noch halbe Temperatur, dann bleibt doch die
Ausbreitungsgeschwindigkeit gleich zur oben genannten
Ausgangssituation mit der Dichte L und Temperatur T, oder?
die schallgeschwindigkeit in der luft hängt auch noch von anderen größen ab, aber dichte und temperatur spielen schon eine rolle. allerdings ist die temperatur im zähler, die dichte aber im nenner des jeweiligen bruches (und da ist dann noch eine wurzel aus dem ganzen). sprich: halbe temperatur und doppelte dichte, aus dem ganzen die wurzel gezogen, ergibt halbe schallgeschwindigkeit. damit du die gleiche schallgeschwindigkeit hast, mußt du sowohl die temperatur als auch die dichte um den selben faktor vergrößern bzw. verkleinern.
wobei ich keine ahnung habe, wie man
den berechnen kann.
Man schmeiß den Stein ins Wasser und teilt den Weg den der
erste Wellenberg zurückgelegt hat durch dafür benötigte Zeit.
sprich: halbe temperatur und
doppelte dichte, aus dem ganzen die wurzel gezogen, ergibt
halbe schallgeschwindigkeit.
Mal so gefragt: eine niedrigere Temperatur muss doch die
Geschwindigkeit des Schalls fördern, da die Kräfte zwischen den Teilchen größer sind, genauso wie eine höhere Dichte, die doch den Schall verschnellert, da die Teilchen näher beieinander sind.
Offensichtlich scheint es aber nicht so zu sein, aber warum?
du scheinst ja einen großen Wissenhunger zu haben, soviele Frage, wie du stellst.
Um den Unterschied zwischen Oberflächenwellen und Schallwellen musst du dir zuerst mal klarmachen, was eine Welle ist: ein ständiger Wechsel zwischen Bewegung und einer „Rückstellkraft“, die die Teilchen wieder zum Ursprung zurückstellt.
Beim Pendel ist die Rückstellkraft z.B. die Schwerkraft, die das Pendel nach unten zieht.
Bei Wasser gibt es zwei verschiedene Arten von Wellen, erstens die Oberflächenwellen, also das was einfach als Welle bezeichnet wird. Ein Wellenberg wird natürlich von der Schwerkraft nach unten gezogen, ein Wellental durch den von der Schwerkraft verursachten Druck nach oben geschoben. Zweitens gibt es die Schallwellen. Hierbei ist die Rückstellkraft der Widerstand des Wasser gegen Kompression, Wasser lässt sich nur schwer zusammendrücken.
Nebenbei bemerkt handelt es sich bei Oberflächenwellen um Transversalwellen, die Kraft und die Bewegung sind QUER zur Ausbreitungsrichtung, bei Schall und eine Longitudinalwelle, Kraft und Bewegung sind LÄNGS zur Ausbreitung.
„Wellen“ sind also tatsächlich deutlich langsamer als der Schall und haben auch keine konstante Geschwindugkeit, große Wellen sind schneller als kleine. Deshalb können sie sich auch überholen und sich für diesen Moment addieren.
Bei Wasser gibt es zwei verschiedene Arten von Wellen, erstens
die Oberflächenwellen, also das was einfach als Welle
bezeichnet wird. Ein Wellenberg wird natürlich von der
Schwerkraft nach unten gezogen, ein Wellental durch den von
der Schwerkraft verursachten Druck nach oben geschoben.
Zweitens gibt es die Schallwellen. Hierbei ist die
Rückstellkraft der Widerstand des Wasser gegen Kompression,
Wasser lässt sich nur schwer zusammendrücken.
Genau genommen sind es drei Arten von Wellen. Bei den Oberflächenwellen unterscheidet man Schwerewellen (die Du beschrieben hast) von Kapillarwellen. Hierbei ist die rückstellende Kraft die Oberflächenspannung. Kapillarwellen treten z. B. auf, wenn ein Wassertropfen in ein Pfütze fällt und die typischen Ringe verursacht.
große
Wellen sind schneller als kleine. Deshalb können sie sich auch
überholen und sich für diesen Moment addieren.
Was meinst du mit großen Wellen? Meinst du da eine große Wellenlänge?
Also hat im Wasser jede Frequenz ihre eigene Ausbreitungsgeschwindigkeit?
Das nennt man doch dispersives Medium dann, oder? Wie kann man sich dass den vorstellen, dass da jede Frequenz(ich schätze aber nur bei Transversalwellen ist das der Fall) im Wasser sich verschieden schnell ausbreitet aber in Luft nicht(da gibt es ja auch keine Transversalwellen).
Genau genommen sind es drei Arten von Wellen. Bei den
Oberflächenwellen unterscheidet man Schwerewellen (die Du
beschrieben hast) von Kapillarwellen.
Hi Michael,
du hast natürlich recht, ich wollte die Sache aber nicht zu sehr komplizieren. Da die Oberflächenspannung bei Wellenlängen im Millimeterbereich stärker ist als die Schwerkraftunterschiede, sind diese Wellen sogar schneller als die mittelgroßen. Habe da auch mal was sehr ausführliches drüber gelesen, aber vergessen wo.
Gruß, Zoelomat
ich weiß es ehrlich gesagt nicht mehr, ob es große Wellenlängen oder Amplituden waren oder beides. Weiß auch nicht mehr, wo ich es lelesen habe. Gruß, Zoelomat
ich weiß es ehrlich gesagt nicht mehr, ob es große
Wellenlängen oder Amplituden waren oder beides. Weiß auch
nicht mehr, wo ich es lelesen habe. Gruß, Zoelomat
Es können einmal eine größere Amplitude werden (resonieren) und es können sich die Wellen aufheben (interferieren).
Dabei bleibt die Wellenlänge/Periodendauer (Abstand eines Wellen berges zum nächsten Wellenberg) der Wellen jeweils gleich bestehen.