Scheepsgolven

1 Inleiding
Op het water doen zich veel golfverschijnselen voor. De zwaartekracht heeft veel
invloed op het water, bijvoorbeeld door getijdewerking. Nog interessanter wordt
het als we zelf het water beïnvloeden, een goed voorbeeld hiervan is met behulp
van scheepvaart. Een schip veroorzaakt een bepaald golfpatroon vanwege de
verstoring van de oppervlakte van water, dat transport van energie tot gevolg
heeft.
Al begin 19 e eeuw realiseerde men zich dat dit patroon heel regelmatig was.
Lord Kelvin deed hier uitgebreid onderzoek naar, ook al zijn deze resultaten
nooit gepubliceerd. In diep water vertoonde zich altijd een soort “V” met een
karakteristieke hoek. Deze hoek bleek ongeveer hetzelfde te zijn, of het nou een
zwaar schip op zee betrof of een eend in een vijver.
Figuur 1: Een eend veroorzaakt ook “scheepsgolven”
Het is belangrijk in te zien dat deze golven zich anders gedragen dan geluidsgolven.
Een groot verschil is dat bij scheepsgolven de golfsnelheid afhankelijk is
van de golflengte. Dit heeft onder andere tot gevolg dat de de groepssnelheid
anders dan de fasesnelheid.
2 Snelheid van de golf
Bij eenvoudigere golven zijn golfgetal en hoekfrequentie onafhankelijk van elkaar.
Men kan dus ook stellen dat de (fase)snelheid van een eenvoudige golf gegeven
wordt door:
v f = ω k
(1)
Als de golfsnelheid afhankelijk is van de golflengte echter, wordt het ingewikkelder.
Het is belangrijk te onthouden dat deze fasesnelheid nog steeds bestaat, ook
bij afhankelijkheid tussen golfsnelheid en golflengte. Het betreft dan enkel de
fasesnelheid van één enkel deeltje dat deelneemt aan de golf.
2