¿Cómo una pequeña piedra lanzada sobre la superficie del agua genera una ola?

Estoy realmente interesado en los detalles del proceso de creación de una ola.
Me pregunto qué sucede exactamente tan pronto como la piedra toca la superficie.

  1. ¿Por qué se genera una onda? ¿Se debe a que las moléculas de agua empujan hacia abajo o se separan? (¿o ambos?)
  2. Tan pronto como toca la superficie se genera una cresta o un valle? (¿o ambos?)
1) el desplazamiento es la fuerza impulsora y la tensión superficial y la presión las fuerzas restauradoras; 2) ambos, canal debajo de la roca y cresta cerca del borde exterior.

Respuestas (2)

Esto es lo que sé:

  1. Se dice que una onda generada en el agua es tanto transversal como longitudinal. Por lo tanto, el movimiento vertical y horizontal de las moléculas de agua, ambos lo generan.

  2. Si su piedra es una masa ideal del tamaño de un punto, entonces creará un canal. Sin embargo, una piedra práctica creará un canal en el centro y una cresta alrededor de la parte sumergida de la piedra simultáneamente (aproximadamente).

  3. Forma un círculo porque la onda se propaga en todas las direcciones sobre la superficie del agua con la misma velocidad.

El primer punto es incorrecto. Los fluidos no pueden tener ondas transversales.
@AaronStevens La tensión superficial puede permitirles tener ondas transversales.
@Prasanna Lo siento, estaba pensando en ondas a través del medio, no en la superficie. Estás en lo correcto. Esto debe ser abordado en la respuesta.

Hay dos tipos de olas que se generan cuando se deja caer una piedra en un cuerpo de agua.

Una onda de gravedad se forma cuando la piedra que cae golpea la superficie del agua y aparta el agua que está directamente en su camino. Luego, esta agua se acumula en un anillo alrededor de la piedra mientras trata de moverse hacia los lados, y luego esa "acumulación" se propaga. La gravedad proporciona la fuerza restauradora que se esfuerza por hacer retroceder ese anillo elevado de agua. Estas olas son grandes y se mueven rápidamente, y son creadas por piedras de más de ~ uno o dos milímetros de diámetro que golpean el agua a gran velocidad.

Una onda capilar se forma cuando la piedra deforma la capa superficial del agua durante su entrada, la cual actúa como una membrana estirada y elástica que empuja contra la caída de la piedra. La tensión superficial proporciona la fuerza restauradora que se esfuerza por aplanar la superficie del agua. Estas olas son muy pequeñas y de movimiento lento, y están formadas por piedras de menos de ~ uno o dos milímetros de diámetro que golpean suavemente el agua.