Jak grać w Płynącą kaczkę
- Wybierz test i odczytaj z karty prędkość zmarszczek, prędkość kaczki, częstość wiosłowania lub odstęp.
- Użyj λ' = (v − v_s) ÷ f z przodu i λ' = (v + v_s) ÷ f z tyłu; dla fali dziobowej sin θ = v ÷ v_s.
- Wpisz przewidywanie i naciśnij Start. Obserwuj, jak kręgi zagęszczają się przed kaczką.
- Porównaj pomarańczowe znaczniki ze zmarszczkami, na stawie i w widoku z boku.
Zjawisko Dopplera na wodzie
Kaczka płynąca po spokojnym stawie pokazuje zjawisko Dopplera w postaci, którą widać gołym okiem. Każde pociągnięcie łapek wywołuje krąg, który rozchodzi się z tą samą prędkością we wszystkich kierunkach, ze środkiem tam, gdzie była kaczka. Ale do następnego pociągnięcia kaczka przesuwa się dalej, podążając za kręgiem przed sobą i zostawiając ten za sobą. Kręgi zagęszczają się więc z przodu, w odstępach (v − v_s) ÷ f, i rozsuwają z tyłu, w odstępach (v + v_s) ÷ f. Dźwięk jadącej syreny zachowuje się dokładnie tak samo i dlatego zmienia się jego wysokość. Jeśli kaczka płynie szybciej niż jej zmarszczki, wyprzedza je wszystkie: kręgi piętrzą się wzdłuż dwóch linii, w falę dziobową w kształcie litery V. Jej ramiona tworzą z torem kaczki kąt θ, sin θ = v ÷ v_s, więc im szybsza kaczka, tym węższe V. Łodzie zostawiają ten sam rodzaj kilwateru, a samolot szybszy od dźwięku ciągnie za sobą stożek spiętrzonego dźwięku: grom dźwiękowy.
Model skupiony na nauce
Wszystkie zmarszczki biegną z tą samą prędkością i pozostają koliste; na prawdziwej wodzie zmarszczki o różnej długości biegną z różną prędkością, dlatego kilwater prawdziwej kaczki na głębokiej wodzie zawsze rozchodzi się pod kątem około 19,5°. Kaczka płynie po prostej ze stałą prędkością i wiosłuje w stałym tempie, wysyłając jeden krąg na każde pociągnięcie. Wszystko dzieje się w rzeczywistym tempie. Odpowiedzi z dokładnością do 2% są dobre.