Padlende and: krusninger foran og bagved

Et lærerigt simulationsspil. Forudsig, hvor tæt krusningerne ligger foran en padlende and, og hvor spredt de ligger bag den, hvor hurtigt den svømmer, hvor ofte den padler, og vinklen på dens bovbølge, når den svømmer hurtigere end sine krusninger; se så på søen.

DopplereffektVandbølger

PADLENDE AND

Krusninger foran

Klar
Slå JavaScript til for at lade anden padle. Vejledningen og det gennemregnede eksempel kan stadig læses.
KrusningerAndDin forudsigelseBane og skala
Bølgerλ' = (v ∓ v_s) ÷ f

Tid

0.00 s

t

Andens fart

— cm/s

v_s

Tag i sekundet

— Hz

f

Afstand foran

— cm

λ'

Afstand bagved

— cm

λ'

Forudsig, før du starter

Skriv din forudsigelse for at gøre klar. Start er slået fra, indtil der er et svar.

Forudsig krusningerne.

Missionspoint—

Hvert svar skal ramme inden for 2 %: hvert giver 100 point. Rigtigt i første kørsel giver 50 ekstra. En kørsel tæller, så snart den starter.

✓ Rigtigt svar① I første forsøg

Sådan spiller du Padlende and

  1. Vælg en test, og læs krusningernes fart, andens fart, padletakten eller en afstand på kortet.
  2. Brug λ' = (v − v_s) ÷ f foran og λ' = (v + v_s) ÷ f bagved; for en bovbølge sin θ = v ÷ v_s.
  3. Skriv din forudsigelse, og tryk på Start. Se ringene presses sammen foran anden.
  4. Sammenlign de orange mærker med krusningerne, i søen og i sidebilledet.

Dopplereffekten på vand

En and, der padler over en stille sø, viser dopplereffekten på en måde, du kan se. Hvert tag starter en ring, der breder sig lige hurtigt i alle retninger, med centrum, hvor anden var. Men ved næste tag er anden kommet videre: den følger ringen foran og fjerner sig fra den bagved. Derfor presses ringene sammen foran, (v − v_s) ÷ f fra hinanden, og spredes bagved, (v + v_s) ÷ f fra hinanden. Lyden fra en sirene i bevægelse gør præcis det samme, og derfor ændrer tonen sig. Svømmer anden hurtigere end sine krusninger, indhenter den dem alle: ringene hober sig op langs to linjer, en V-formet bovbølge. Armene danner en vinkel θ med banen, sin θ = v ÷ v_s, så jo hurtigere anden er, desto smallere V. Både laver samme slags kølvand, og et fly, der er hurtigere end lyden, trækker en kegle af ophobet lyd efter sig: lydmursbraget.

En afgrænset læringsmodel

Alle krusningerne går lige hurtigt og forbliver cirkelrunde; på ægte vand går krusninger med forskellig længde med forskellig fart, og derfor åbner kølvandet efter en ægte and på dybt vand sig altid med omkring 19,5°. Anden svømmer ligeud med jævn fart og padler i jævn takt, én ring pr. tag. Alt foregår i ægte fart. Svar inden for 2 % er rigtige.

Når du skifter sprog, bevares forsøget, forudsigelsen, forsøgene og forløbet.