Что общего между кораблем и уткой? Не все так просто

Конечно, самый очевидный ответ на данный вопрос будет то, что и корабль и утка плавают по воде. Однако, только ли это связывает представителя семейства пернатых и морского железного монстра? Оказывается нет, о чем чуть ниже в данном топике.

На самом деле, след в виде клина, называемый еще кильватерным, который образуется при прохождении и огромного корабля, водоизмещением много-много тонн, и неспешно проплывающей маленькой уточки,  расходится всегда под углом равным примерно 39 градусам и практически не зависит ни от скорости движения, ни от формы объекта.

Впервые данный эффект описал в британский физик и инженер лорд Кельвин (Уильям Томсон) в середине XIX века, тот самый, термодинамические исследования которого привели к установлению абсолютной шкалы температур. В сферу его интересов входили: термо- и гидродинамика, термоэлектричество, теория волн итд. 

Идентичный угол распространения волн для разных движущихся по воде объектов, возникает в связи с тем, что волновой клин, является результатом взаимодействия и интерференции большого количества синусоидальных волн с разной фазовой скоростью. Они формируются плывущим объектом и вместе образуют волновые пакеты, распространяющиеся с групповой скоростью. Именно групповой фронт волн и не может отклониться больше определенного значения угла.Рассчитано, что значение отклонения групповых волн от продольной оси движения объекта равно sin =1/3, т.е. ~ 19,47°, соответственно угол между сторонами клина в 2 раза больше, т.е. равен ~ 39°

На самом деле, детальная картина волнового движения, образованная взаимодействием корабля (или другого объекта) с поверхностью воды гораздо сложнее, чем простая геометрическая задача и не совсем верно говорить, что подобное явление наблюдается при любой скорости. Например, при очень малых скоростях движения волн не будет совсем, а при очень больших угол будет уменьшаться по мере роста скорости. Это было экспериментально зафиксировано при анализе спутниковых снимков, на которых были зафиксированы кильватерные следы кораблей.