Кажущийся вес частицы на волнении

Только что изложенное выше вытекает из следующих рассуждений. Пусть на чертеже (фиг. 90) окружность представляет орбиту частицы воды т на какой-либо глубине; g – есть сила тяжести, выражающаяся в весе частицы т при отсутствии кругового движения; f – есть центробежная сила, образующаяся вследствие вращения частицы т на орбите. В точке mi центробежная сила f направлена по радиусу вверх, а сила тяжести g по радиусу вниз, следовательно, она уменьшена на всю величину центробежной силы, и вес частицы mi выразится величиной gi, меньшей g. В точке /п3, обратно, gs будет больше g, в точках, лежащих направо от линии т 1 – тз, вес частицы будет увеличиваться от т\ к т3, а в точках окружности от тъ до пц он будет уменьшаться. Следовательно, в верхней части орбит, выше линии их центров, веса частиц бывают меньше нормального, а ниже той же линии они больше нормального. Отсюда становится понятным увеличение толщины слоев в верхней части волны и уменьшение в нижней.

Из того же самого рассуждения вытекает еще другое следствие. По причине вращения частицы на орбите направление кажущейся силы тяжести все время изменяет свое положение. Только на гребне и у подошвы (gr и gs) оно совпадает с отвесом, а в других точках уклоняется от него вправо и влево (например, это есть направление g2, а в пц – gt)\ Поверхность жидкости всегда нормальна к направлению силы тяжести в данной точке, а так как при волнении трохоидальные поверхности суть уровенные поверхности, то, следовательно, в точках т2 и mi они занимают положение, перпендикулярное к кажущемуся направлению силы тяжести (на фиг. 90 к линиям g2 и g4), на чертеже – пунктирные линии в точках т2 и т4. Следовательно, если предположить плавающим на поверхности волны столь маленький поплавок, что он совпадает с поверхностью волны в этом месте (фиг. 91), тогда мачта поплавка будет принимать в каждой точке положение нормали в трохоиде – k, ki, k2, йз, /г4, н только у подошвы и на гребне волны мачта будет вертикальна.

Если вместо поплавка опустить шест с грузом внизу, то он будет плавать вертикально, совпадая с направлениями вертикальных столбцов частиц воды, наклоняясь всегда к вершине волны, как на чертеже s – sr.

Корабль своими мачтами на волнении также уклоняется от отвесной линии, но так как корабль не может быть приравнен к поплавку, потому что он лежит не на одной поверхностной трохоиде, а выгибает целый ряд их, и в ширину он также занимает большое место, то его мачты стремятся занять положение, нормальное к некоторой трохоиде, лежащей ниже поверхностной (на чертеже пунктирная линия ТТ\), н только на гребне у подошвы волны мачты расположены вертикально. В действительности же вследствие качки корабль все время колеблется около линии AWb нормальной к трохоиде ТТ\. Человек, находясь на палубе корабля, подвержен влиянию тех же сил, что и корабль и поплавок, и потому он старается на качке занять положение не отвесное, а близкое к нормальному к поверхности волны. Это обстоятельство, как далее будет указано (см. стр. 265), и есть причина, затрудняющая измерение высот волн в океане.

~1~  ~2~  ~3~  ~4~  ~5~  ~6~  ~7~  ~8~  ~9~  ~10~  ~11~  ~12~  ~13~  ~14~  ~15~  ~16~  ~17~  ~18~  ~19~  ~20~  ~21~  ~22~  ~23~  ~24~  ~25~  ~26~  ~27~  ~28~  ~29~  ~30~  ~31~  ~32~  ~33~  ~34~  ~35~  ~36~  ~37~  ~38~  ~39~  ~40~  ~41~  ~42~  ~43~  ~44~  ~45~  ~46~  ~47~  ~48~  ~49~  ~50~  ~51~  ~52~  ~53~  ~54~  ~55~  ~56~  ~57~  ~58~  ~59~  ~60~  ~61~  ~62~  ~63~  ~64~  ~65~  ~66~  ~67~  ~68~  ~69~  ~70~  ~71~  ~72~  ~73~  ~74~  ~75~  ~76~  ~77~  ~78~  ~79~  ~80~  ~81~  ~82~  ~83~  ~84~  ~85~  ~86~  ~87~  ~88~