Peddelende eend: golfjes voor en achter

Een educatief simulatiespel. Voorspel hoe dicht de golfjes voor een peddelende eend op elkaar zitten en hoe ver uit elkaar erachter, hoe snel ze zwemt, hoe vaak ze peddelt en de hoek van haar boeggolf als ze sneller zwemt dan haar golfjes; kijk dan naar de vijver.

DopplereffectWatergolven

PEDDELENDE EEND

Golfjes vooraan

Klaar
Zet JavaScript aan om de eend te laten peddelen. De uitleg en het uitgewerkte voorbeeld blijven leesbaar.
GolfjesEendJe voorspellingBaan en schaal
Golvenλ' = (v ∓ v_s) ÷ f

Tijd

0.00 s

t

Snelheid van de eend

— cm/s

v_s

Slagen per seconde

— Hz

f

Afstand vooraan

— cm

λ'

Afstand achteraan

— cm

λ'

Voorspel voordat je start

Typ je voorspelling om alles klaar te zetten. Start blijft uit tot er een antwoord is.

Voorspel de golfjes.

Missiescore—

Elk antwoord moet binnen 2% kloppen: elk levert 100 punten op. Goed bij de eerste ronde geeft er 50 bij. Een ronde telt zodra hij start.

✓ Goed antwoord① In één keer

Zo speel je Peddelende eend

  1. Kies een test en lees op de kaart de golfsnelheid, de snelheid van de eend, het peddeltempo of een afstand.
  2. Gebruik λ' = (v − v_s) ÷ f vooraan en λ' = (v + v_s) ÷ f achteraan; voor een boeggolf sin θ = v ÷ v_s.
  3. Typ je voorspelling en druk op Start. Kijk hoe de kringen voor de eend samendringen.
  4. Vergelijk de oranje streepjes met de golfjes, in de vijver en in het zijaanzicht.

Het dopplereffect op water

Een eend die over een stille vijver peddelt, laat het dopplereffect zien op een manier die je kunt zien. Elke slag start een kring die zich in alle richtingen even snel uitbreidt, met het midden waar de eend was. Maar bij de volgende slag is de eend al verder: ze volgt de kring voor haar en zwemt weg van die achter haar. Dus dringen de kringen vooraan samen, (v − v_s) ÷ f uit elkaar, en waaieren ze achteraan uit, (v + v_s) ÷ f uit elkaar. Het geluid van een rijdende sirene doet precies hetzelfde, en daarom verandert de toon. Zwemt de eend sneller dan haar golfjes, dan haalt ze ze allemaal in: de kringen stapelen zich op langs twee lijnen, een V-vormige boeggolf. De armen maken een hoek θ met haar baan, sin θ = v ÷ v_s, dus hoe sneller de eend, hoe smaller de V. Boten laten hetzelfde soort kielzog achter, en een vliegtuig dat sneller is dan het geluid sleept een kegel van opgestapeld geluid mee: de supersonische knal.

Een gericht leermodel

Alle golfjes gaan even snel en blijven rond; op echt water gaan golfjes van verschillende lengte verschillend snel, en daarom opent het kielzog van een echte eend op diep water zich altijd met ongeveer 19,5°. De eend zwemt rechtdoor met constante snelheid en peddelt in een vast tempo, één kring per slag. Alles loopt op echte snelheid. Antwoorden binnen 2% zijn goed.

Bij het wisselen van taal blijven je proef, voorspelling, pogingen en voortgang behouden.