Makarov Physics Suite: Гидравлический прыжок

Быстрый мелкий поток внезапно становится глубоким и медленным. Между этими состояниями возникает бурлящий водяной вал — гидравлический прыжок. Подобные переходы можно увидеть в каналах и за водосбросами, где они помогают рассеять лишнюю энергию потока. Ключевое число здесь — число Фруда: оно сравнивает скорость воды со скоростью длинных поверхностных волн. До прыжка поток может обгонять такие возмущения, а после него волны уже способны распространяться против течения. При переходе сохраняется расход, а баланс импульса связывает глубины до и после прыжка. Часть механической энергии уходит в турбулентность и в конечном счёте в тепло. Меняйте расход и входную глубину в прозрачном канале. Сравнивайте число Фруда, выходную скорость, глубину и потерю энергетического напора. Схематический водяной вал и метки потока помогают увидеть переход, а расчёт показывает, почему сохранение массы и импульса совместимо с потерей механической энергии. https://makarovphysics.com/