Kérdés: Belgiumban egy genti sétahajózás alkalmával megfigyeltem, hogy amint a hajó orra elhalad a part egy pontja elõtt, annál a pontnál a vízszint csökkenni kezd a parton. Körülbelül 5 csomó (kb. 10 km/óra) sebességgel haladtunk. Mire a hajó közepe a ponthoz ért, a vízszint már legalább 10 centiméternyit süllyedt. A hajó orrával keltett hullámok néhány másodperccel késõbb értek partot.

A hatás különösen ott érvényesült jól, ahol cölöpök is álltak a folyópart mentén, mert a víz kizúdult mögülük. Mi történt és hova tûnt a víz?


1. válasz: Amikor a hajó a szûk csatornában halad, az elõtte levõ víznek "félre kell állnia". Az orr által kiszorított víz a hajó oldala mentén áramlik a far mögé. Mivel a víznek nincs külsõ energiaforrása, csak úgy mozoghat, ha a helyzeti energiáját csökkenti. A víz elmozdulásához szükséges mozgási energiát a hajóval szomszédos vízszint süllyedése szolgáltatja.

Rendszeresen megkérdezem a diákjaimat, hogy mi történik, ha egy hajó egy keskeny csatornában úszik. Kivétel nélkül olyan megoldásokkal állnak elõ, amelyek a vízszint növekedését jósolják. Ezek a megoldások kielégítik a folytonosság követelményét, de feltételezik, hogy a víz energiát kap valahonnan.

A jelenség nagyszerûen megfigyelhetõ a Yarra folyó torkolatánál, Melbourne-ben. Amikor nagy hajók haladnak el, a vízszint akár egy méterrel is csökkenhet. A sekély csatornákban, például a Szuezi-csatornában a jelenség természetesen korlátozza a hajók sebességét.

G. M.
School of Mechanical and Manufacturing Engineering
University of New South Wales


2. válasz: A hajóépítõ mérnökök "csatorna-effektusnak" nevezik, amit Ön Gentben látott. Miközben a hajó elõre halad, a hajó elõtti víznek a hajó mögé kell kerülnie, tehát a hajó két oldalán és a hajótest alatt a víz a hajóval ellenkezõ irányban mozog. Ha a folyadék felgyorsul, Bernoulli egyenlete szerint a nyomásának csökkennie kell, tehát a víz felszíne a hajó mindkét oldalán lesüllyed.

Ez arra is magyarázatot ad, hogy miért nõ meg óriási mértékben a hajótest ellenállása, ha a hajó keresztmetszete összemérhetõ a csatorna keresztmetszetével. A hajók ezért közlekednek "teljes erõbedobással" a zsilipcsatornákban. Az is gondot okoz, hogy a hajófenék túl közel kerülhet a csatorna fenekéhez, és megrongálódhatnak a propellerek (ami szintén a jelenséget demonstrálja).

B. D.
Le Cannet
France


A fönti két magyarázat hogy a kiszorított víznek a hajó mentén kell hátranyomakodnia, és ehhez a mozgáshoz a vízszint csökkenése szolgáltatja az energiát, illetve hogy a víz felgyorsulása miatt csökken a víz nyomása, s ezért a vízszint is csökken lényegében megegyezik. Bernoulli törvénye az energiamegmaradás törvényének alkalmazása mozgó folyadékokra. Ha a víz elhaladt a hajó mellett, természetesen lelassul, és ha a hajó fara fölött visszanézünk, látjuk, hogy a vízszint ismét megemelkedik.

Szerkesztõség (New Scientist)


Vissza a kérdésekhez
The Last Word Archive
Copyright New Scientist, RBI Limited 1998
For more science news and views, check out New Scientist Planet Science