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Schwerewellen

Astronomie und AstrophysikUmwelt- und GeophysikStrömungsmechanik,

1) Astrophysik: Gravitationswellen.

2) Hydrodynamik: Wellen auf Flüssigkeitsoberflächen, z.B. der Meeresoberfläche, mit Wellenperioden von über einer Sekunde, für die die Schwerkraft die wesentliche rücktreibende Kraft ist. Die Phasengeschwindigkeit c ist für Wassertiefen, die deutlich grösser als die Wellenlänge sind, durch die Dispersionsrelation

Schwerewellen

gegeben (l: Wellenlänge, g: Schwerebeschleunigung).

Die Phasengeschwindigkeit ist in diesem Fall von der Wassertiefe unabhängig. Für geringe Tiefen h gilt hingegen die dispersionslose Beziehung

Schwerewellen

Die Bahnlinien der Wasserteilchen entsprechen Kreisbahnen in tiefem Wasser, welche sich mit abnehmender Wassertiefe mehr und mehr zu Ellipsen verflachen, um schliesslich in seichtem Wasser in eine Horizontalbewegung überzugehen. Reine Schwerewellen haben Wellenlängen von über einem Meter und Wellenperioden von über 10 Sekunden, bei kürzeren Wellen mit höherer Frequenz, den Kapillarwellen, macht sich die Oberflächenspannung als rücktreibende Kraft bemerkbar.

 

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