3. Siły działające na masy wodne

Question 1

Element płynu (wody)

Answer 1

jest pewną objętością płynu dostatecznie dużą, aby można było w jego obrębie dokonywać uśrednienia cech fizycznych, a jednocześnie objętością na tyle małą, aby można było zastosować operacje różniczkowe

Question 2

Metoda analizy wędrownej Lagrange’a

Answer 2

śledzenie pojedynczych elementów płynu w czasie i przestrzeni (od położenia początkowego określonego współrzędnych i momentu czasu), stosowana przy śledzeniu pływaków poruszających się po powierzchni morza

Question 3

Metoda Eulera opis ruchu

Answer 3

Obserwacja parametrów ruchu płynu w określonym punkcie stosowana np. gdy mierzymy prędkość na zakotwiczonej boi

Question 4

Pochodna substancjalna

Answer 4

tempo zmian pewnej wielkości skalarnej lub wektorowej w elemencie płynu, który jest poddany działaniu pola prędkości

Question 5

Gradient pola skalarnego

Answer 5

To pole wektorowe określające kierunek najszybszego wzrostu wielkości skalarnej

Question 6

Siły działające na element wody

Answer 6

Siły masowe:
- siła grawitacji
- sia pływotwórcza
- siły bezwładności

Siły powierzchniowe:
- normalne (ciśnienie)
- styczne (tarcie)

Question 7

Co powoduje siła grawitacji?

Answer 7

• dążenie swobodnej powierzchni morza do przyjmowania kształtu powierzchni ekwipotencjalnej
• zjawiska pływowe
• prądy gradientowe
• fale grawitacyjne powierzchniowe i wewnętrzne

Question 8

wzór na objętościową siłę ciężkości

Answer 8

ρ*g

ρ => gęstość

Question 9

Siła pływotwórcza

Answer 9

wypadkowa dwóch sił:
- grawitacyjnego przyciągania księżyca i słońca
-siły odśrodkowej układu Ziemia-Księżyc

Question 10

Siła bezwładności

Answer 10

fb=ρa=ρ(DV/DT)= ρ((dV/dt)+(v gradient)v)

gdzie:
(DV/DT) => pochodna substancjalna
(dV/dt) => składowa lokalna
(v gradient)*v) => składowa adwekcyjna

Question 11

Siła Coriolisa

Answer 11

masowa siła bezwładności wywołana ruchem obrotowym Ziemi

Question 12

Jaki układ ma siła Coriolisa?

Answer 12

Prawoskrętny

Question 13

Jaki jest wzór na siłę Coriolisa?

Answer 13

f = 2Ωsinφ

Question 14

Charakterystyka siły Coriolisa

Answer 14

• jest prostopadła do wektora prędkości (czyli do kierunku ruchu)
• na półkuli północnej dla ruchu poziomego działa w prawo, na półkuli południowej – w lewo względem kierunku ruchu,
• jest wprost proporcjonalna do prędkości,
• zależy od szerokości geograficznej; jej składowe poziome najmniejsza są na równiku, a największe na biegunach

Question 15

Co to gradient?

Answer 15

wektor wskazujący kierunek najszybszych wzrostów wartości danego pola skalarnego

Question 16

Gradient ciśnienia (siła powierzchniowa)

Answer 16

• Wypadkowa siła objętościowa (ujemny gradient ciśnienia)
• f=− gradient*p= −grad(p)

Question 17

Gdzie jest skierowana wypadkowa siła działania ciśnienia?

Answer 17

• prostopadła do powierzchni izobarycznych
• skierowana w stronę malejącego ciśnienia

Question 18

Powierzchnie geopotencjalne

Answer 18

wyznaczają w
oceanie kierunek poziomy

Question 19

Siły poziomego gradientu ciśnienia

Answer 19

• nadają masom wodnym przyspieszenia w kierunku poziomym, powodując prądy morskie
• nazywane prądami gradientowymi

Question 20

Jaki kształt ma Ziemia?

Answer 20

geoidy (powierzchnia w każdym miejscu prostopadła do
pionu wyznaczonego przez siłę ciężkości)

Question 21

Co to SSH?

Answer 21

wysokość powierzchni morza

Question 22

Gdzie są obserwowane ruchy izostatyczne?

Answer 22

na obszarach niegdyś pokrytych
pokrywami lodowymi, które uległy stopieniu

Question 23

Siła wyporu (siła powierzchniowa)

Answer 23

• pionowa składowa siły gradienty ciśnienia
• zależy od gęstości otaczającej element
• fw=ρ₀g

Question 24

Pływalność

Answer 24

• zdolność ciała (elementu płynu) do utrzymywania się na danej głębokości
• jeżeli gęstość wód otaczających jest większa niż elementu wody, to siła wyporu będzie większa niż siła ciężkości i element będzie miał dodatnią pływalność
• fp=(ρ0-ρ)g

Question 25

Tarcie (siła powierzchniowa)

Answer 25

- związane jest z lepkością wody - powoduje powstanie warstwy przyściennej - naprężenie wiatrowe: Tw =ρa*CD*U10^2

Question 26

Lepkość (siła powierzchniowa)

Answer 26

wewnętrzny opór podczas przepływu

Question 27

Równanie Naviera-Stokesa

Answer 27

- zasada zachowania pędu - ρ*DV/Dt (sił bezwładności) = -gradient*p (gradient ciśnienia) + μ*gradient^2*V (lepkość) + ρ*g (grawitacja)

Question 28

Równanie ruchu elementu płynu na obracającej się Ziemi

Answer 28

ρ*[DV/Dt (siły bezwładności) + 2Ω*V (siła Coriolisa)] = -gradient*p (gradient ciśnienia) + μ*gradient^2*V (lepkość) + ρ*g (grawitacja)

Question 29

Wymień siły i przyspieszenia w cieczy

Answer 29

(a) przyspieszenie, (b) adwekcja, (c) siła gradientu ciśnienia, (d) grawitacja, (e) przyspieszenie związane tarciem i lepkością