%  風波に関する実験
%     2001/04/19  原本，大澤さん
%     2001/04/19  Word to TeX  by tonto


\ehchapter{風波に関する実験}

\ehsection{実験の概要}
我々が海岸で通常目にする波はすべて風によって起こされたものである．では，海の波は風によってどのように発生し，どのように発達するのであろうか？本実験では，3面ガラス張り風洞水槽を用いて風波の特徴を観察し，複数の波高計によってその発生・発達の様子を計測する．

\ehsection{実験機器}
風洞水槽，造波機，半導体レーザ, 容量式波高計，データ処理用PC，データ解析用PC，定規，電卓

\ehsection{実験手順}
  \begin{enumerate}
    \item 教官・TAによる実験機器の説明を聞き，実験機器の名称，用途，配置，使用法等を学ぶ．
    \item 造波機で起こした規則波と，風のみによって起こされた風波（風速10~m/s，20~m/s）について，半導体レーザシート面での水粒子（トレーサー）の運動を観察し，比較する．
    \item 上記観察中にTAは波高を計測する（4測点）．
  \end{enumerate}

\ehsection{データ整理}
  \begin{enumerate}
    \item ゼロアップクロス法により，波高計データから約30波分の周期及び波高を求める．この際，グラフ上の線分の長さの計測や紙面上の数値の計算には定規と電卓を用いる．
    \item 得られた周期，波高を大きい順に並べ，有義波（1/3最大波）の周期（$T_{1/3}$），波高（$H_{1/3}$）を求める．この際，データ解析用PC上の表計算ソフトウェアを利用しても構わない．
    \item 4測点のデータ全てについて上記の作業を行う（得られたデータは全員が持ち帰る）．
  \end{enumerate}
  
\ehsection{実験結果の考察}
  \begin{enumerate}
    \item 実験機器の概略図を書け．
    \item 規則波と風波の波形および水粒子運動の違いを述べよ．
    \item 風速の増加と共に風波が見かけ上どのように変化するか述べよ．
    \item 縦軸を有義波周期（$T_{1/3}$），横軸を吹送距離（$x$）として4測点のデータをプロットし，両者の関係を考察せよ．
    \item 縦軸を有義波高（$T_{1/3}$），横軸を吹送距離（$x$ ）として4測点のデータをプロットし，両者の関係を考察せよ．
    \item 風波のエネルギー を$\frac{1}{2} \rho g A^2$（ $\rho$：水の密度（$10^3$~kg/m${}^3$ ），$g$：重力加速度（9.8~m/s${}^2$），$A$：振幅（$=H_{1/3}/2$））と仮定し，縦軸をエネルギー（$E$），横軸を吹送距離（$x$）として4測点のデータをプロットし，両者の関係を考察せよ．
  \end{enumerate}

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