Здесь IVу — количество энергии, передаваемой ветром в расчете на единицу поверхности моря в единицу времени; ¥ — количество энергии, которая в единицу времени поглощается внутренним трением в столбе воды с основанием, равным единице площади. Маккавеев предполагал, что ¥у обусловлено тангенциальной силой поверхностного трения, т. е. трения воздуха о воду.[ ...]
Ввиду отсутствия экспериментальных средств для проверки подобного предположения гипотеза о роли тангенциальной силы при передаче энергии волнам продержалась у ряда авторов до нашего времени. Между тем можно показать, что количество энергии, получаемой волнами по этому каналу, ничтожно мало по сравнению с тем, какое в действительности получается от ветра. Рассматривая движение поверхностных водных частиц по их орбитам, следует заключить, что на верхней половине орбиты тангенциальная сила должна способствовать увеличению линейной скорости частиц; но ведь зато на нижней половине орбиты тангенциальная сила трения воздуха о поверхность воды должна тормозить орбитальное движение частиц, так как здесь она направлена в сторону, противоположную линейной скорости частиц.[ ...]
Правда, аэродинамикам хорошо известно, что скорость воздушного потока над выпуклостями всегда бывает больше, чем скорость воздушного потока над впадинами тела, над которым проносится воздух; следовательно, скорость ветра над вершинами волн всегда несколько больше, чем скорость ветра над подошвами. Отсюда следует, что тангенциальная сила, стремящаяся увеличить линейную скорость частиц на верхних частях орбит, будет несколько больше, чем сила, тормозящая движение тех же частиц на нижних частях орбит. Но разность между соответствующими значениями сил трения воздуха о воду весьма мала. Современные средства исследования энергетики волн (см. § 29) показывают, что за счет такой незначительной разности сил (ускоряющей и тормозящей) не обеспечивается существующий в действительности поток энергии в воду.[ ...]
Ввиду отсутствия средств для экспериментальной проверки гипотезы о питании волн энергией, Джеффрис был вынужден прибегнуть к весьма ненадежному косвенному способу проверки некоторых основных положений гипотезы: по наблюдениям над самым первым этапом образования волн на поверхности небольшого пруда. С современной точки зрения, не выдерживает критики даже исходная диаграмма распределения давления над волной, которую построил Джеффрис (рис. 146). В действительности максимум на кривой аэродинамического давления всегда лежит приблизительно над подошвой волны, а минимум — над вершиной.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Распределение давления вдоль профиля волн по Джеффрису |
 |