Хочу всё знать, или физики, ау!

[spamsink]

Представьте себе плавательный бассейн, для конкретности стандартный олимпийский (50x25x2 м) в котором много часов никто не плавал. Вода в нём совершенно спокойная. Внезапно в бассейн прыгнули пловцы и принялись плавать туда-сюда в течение довольно долгого времени, скажем, порядка десятков минут, так что степень взболтанности воды в бассейне

Comments

[rezkiy]

говорят, фиг посчитаешь

https://en.wikipedia.org/wiki/Turbulence_kinetic_energy

[spamsink]

Возможно, это несколько разные задачи.

В случае с бассейном мы эмпирически знаем, по крайней мере, как выглядит рябь на воде, что должно позволить оценить характерную длину и скорость волны, и какова амплитуда волн, ударяющихся о стенку, по ширине мокрой полосы над средним уровнем воды. Это должно позволить оценить энергию хотя бы приповерхностного слоя.

[strannik1]

https://yandex.ru/images/search?from=tabbar&text=%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%20%D1%81%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82%D1%81%D0%BC%D0%B5%D0%BD%20%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B8

[spamsink]

Это не в ту степь. Во-первых, не вся энергия, затраченная спортсменами, переходит в механическую энергию воды; во-вторых, какая-то её часть тут же переходит в тепловую. Я же задаю вопрос конкретно о механической составляющей энергии воды в равновесном состоянии.

[i_eron]

Очень грубо - по неровности поверхности. Допустим, среднее отклонение от идеально плоской поверхности будет 5см. Потенциальная энергия в этих волнах будет mgh:

50м х 25м х 0.05м х 1000кг/м3 х 10м/с2 х 0.05м = 31250 Дж.

Довольно скромно. Если ещё кинетическую приплести, вдвое больше выйдет.

[spamsink]

Спасибо. А оценить кинетическую энергию турбулентности в толще воды, судя по первому комменту, будет трудно?

[i_eron]

Думаю, что турбулентность быстро затухает - намного быстрее колебаний поверхности. Так что пока пловцы вылезали из бассейна, "кинетическая энергия турбулентности" успела сойти на нет. Большая часть энергии будет "на поверхности". Если бы бассейн был не 2м глубиной, а 200м, и пловцы взбалтывали по всей глубине (Несси, ау?), а потом всё-таки чудесным образом успели бы вылезти за пару секунд, возможно, существенная доля кинетической энергии оставалась бы "в глубине" дольше. Тогда не знаю, как оценивать

[ny_quant]

Я думаю, поле поверхностных гравитационных волн достигнет квазистационарного состояния довольно быстро, т.к. sqrt(gh) ~ 4.5 m/s, т.е. волна пробегает всю длину бассейна секунд за 11. Грубо говоря за 10 таких периодов, т.е. за пару минут, волновое поле устаканится. Значит, дальнейшая энергия от телодвижений пловцов будет переходить в тепло.

[p2004r]

Если мы замерим механическую эффективность пловцов продвигаться в воде, то мы будем знать сколько энергии они суммарно сбросили в воду (там от пройденного пути в воде линейная зависимость по моему). Измерив температуру воды и оценив потери в окружающую среду (или если бассейн в колориметре целиком то просто измерив) мы узнаем сколько осталось в бассейне.

Второй способ греем бассейн скинув в него "бочку кипятка" и идентифицируем все характеристики процесса его остывания. Потом просто наблюдаем за температурой бассейна, считая что плавают равномерно. Вычисляем какой приток был и сколько в конце концов после окончания притока перешло в тепло в виде "избытка энергии".

[spamsink]

Это ни о чём. Я ожидал комментариев типа оставленного i_eron выше.

[p2004r]

Даже в теоретической оценке все равно по моему надо исходить из времени затухания движения в бассейне после того как пловцы его покинут.

Отсюда что то комбинировать для оценок
https://mash-xxl.info/page/188253063060080227245190121062105105164013237084/

[p2004r]

Даже в теоретической оценке все равно по моему надо исходить из времени затухания движения в бассейне после того как пловцы его покинут.

Ссылку скринит.

[mopexod]

Которую придали в процессе, или которая осталась после того, как они вылезли?
Если которая осталась - то i_eron прав.
Если которую придали в течении долгого времени - то вода вязкая, большая часть переданного ушла в температуру. Напрямую такое не померять - теплоёмкость воды слишком большая для практически измеримого изменения температуры.