進行波の上に物を置くと動く原理

質問

進行波を発生させ、その上に物を置く。
波と物の間での摩擦力が小さい場合、波の進行方向にその物がつられて動く原理がわかりません＞＜

よろしくお願いします。

回答No.3

moby_dick · ベストアンサー

縦波も横波も楕円運動も関係ないです。

波は、媒体はその場振動で、波の形（位相）だけが位相速度で伝わると思われていますが、少し誤解です。

波の見た目の、位相の進む中に、分かりにくいですが、運動エネルギーが伝わっているのです。
（このエネルギーが伝わる速度を群速度と言います。）
ですから、始め波のない所（運動エネルギーがない所）に波が来て波立ちます（運動エネルギーがあるようになる）。

お尋ねの状況でも、波の「多くの」水が少しずつその物を押していると言えます。

回答No.5

foobar

質問を読み違えてました、失礼。
摩擦の小さい場合なら、＃３、＃４さんが書かれているような理由かと思います。
（物が波長より十分大きい場合には、物と波が相互作用するための摩擦以外の仕組み（物の端部での影響、物の表面が微少変形する（？））を検討する必要があるかもしれません）

回答No.4

miso253

例題を考えれば、海の波とサーフボードでしょうか？
ここに焦点を当てて考えてみますとイメージは
つかみやすいのではないでしょうか？

簡単のために波の頂上にいたとします。

このとき波の進行方向に対してボードを傾ければ、
(1)ボードは前方に滑り出しつつ　(2)波自体も後ろから押すように進んでくる
この２つのバランスがとれていれば、ボードは都合良く進んでくれる。
バランスが悪いと、波とボードの相対的な位置が変わるので、
いつまでもすす見続けることは出来ませんが...

逆に逆方向に傾けると...ボードは波の谷間に来るまでは後ろに滑り、
その後前のめりになってしまう。

イメージが上記で良ければ、後は波の絵を描いて、力のかかり方を考えて
みると、意外と簡単に理解できると思います。

回答No.2

foobar

このページのほうがより適切だったかも
（表面弾性波、モータ、のキーワードで検索しました）

参考URL：

http://www.aml.t.u-tokyo.ac.jp/research/sawmotor/sawmotor_j.html

補足

回答ありがとうございます。

このサイトの楕円運動では、進行波と逆方向の摩擦力をうけて推力を得ていると思うのですが、物体間の摩擦力が小さいとき、つまり楕円運動が抑制されたとき、進行波の進行方向に物体が動くのはどうしてなんでしょう？

回答No.1

foobar

固体の表面を伝わる波（表面弾性波）は単純な横波でなく、横波と縦波の合成したようなものだとか。（参考URL参照）
固体表面（とりあえず上向き水平面とします）の一点に着目すると、純粋な横波は、点が上下するだけですが、表面弾性波では上下と左右の運動が組み合わされて、楕円のような動きをしたかとおもいます。
で、波の頂点では、縦（表面に平行）方向の運動があるので、摩擦のある物体を置くと、推力が得られるかと思います。

参考URL：

http://www.tamagawa.ac.jp/GAKUBU/KOUGAKU/iis/professor/takeuti/introduction/SAW.html