خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: قياس عمق المياه. يعتمد حساب سرعة التسونامي بشكل أساسي على عمق المحيط الذي تنتقل فيه الموجة. يجب إدخال العمق بالمتر (m) للحصول على نتائج دقيقة. يمكن الحصول على هذا العمق من الخرائط البحرية أو بيانات الأعماق. كلما زاد العمق، زادت السرعة بشكل جذري.
الخطوة الثانية: تطبيق قانون السرعة. سرعة التسونامي تُحسب باستخدام الصيغة الفيزيائية البسيطة: v = √(g × d)، حيث v هي السرعة بالمتر في الثانية (m/s)، وg هو تسارع الجاذبية الأرضية (9.81 m/s² تقريبًا)، وd هو عمق الماء بالمتر. يتم إدخال العمق في الآلة الحاسبة لتقوم بحساب الجذر التربيعي لحاصل ضرب g وd.
الخطوة الثالثة: تحويل الوحدات (اختياري). يمكن تحويل السرعة من متر في الثانية إلى كيلومتر في الساعة (km/h) بضرب الناتج في 3.6. على سبيل المثال، سرعة 200 m/s تعادل 720 km/h. هذه الخطوة مفيدة للمقارنة مع سرعة وسائل النقل أو لتقدير وقت الوصول.
الخطوة الرابعة: تفسير النتيجة. سرعة التسونامي في المحيط العميق (مثل عمق 4000 متر) يمكن أن تصل إلى حوالي 198 m/s (أكثر من 700 km/h)، مما يجعلها سرعة طائرة ركاب. بينما في المياه الضحلة (مثل عمق 100 متر) تنخفض السرعة إلى نحو 31 m/s (حوالي 112 km/h). هذه النتائج تشرح لماذا تتباطأ موجات التسونامي عند اقترابها من الشواطئ، مما يؤدي إلى زيادة ارتفاعها بشكل خطير.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على سرعة التسونامي بخطوات الحل كاملة.
الحل
لحساب سرعة التسونامي عند عمق 5000 متر، نستخدم الصيغة v = √(g × d) مع g = 9.81 m/s². أولاً، نحسب حاصل الضرب: 9.81 × 5000 = 49050. ثم نأخذ الجذر التربيعي: √49050 ≈ 221.5 m/s. لتحويلها إلى كيلومتر في الساعة، نضرب في 3.6: 221.5 × 3.6 ≈ 797.4 km/h. هذه السرعة تفوق سرعة معظم الطائرات التجارية (حوالي 900 km/h). في الواقع، يمكن لتسونامي أن يعبر المحيط الهادئ بأكمله (من تشيلي إلى اليابان) في أقل من 20 ساعة. هذا المثال يوضح القوة الهائلة والتأثير العالمي لأمواج التسونامي في الأعماق الكبيرة.
الحل
في المياه الضحلة، يقل العمق بشكل كبير، مما يخفض السرعة. لحساب السرعة عند عمق 20 مترًا: v = √(9.81 × 20) = √196.2 ≈ 14.0 m/s. بالتحويل إلى km/h: 14.0 × 3.6 = 50.4 km/h. هذه السرعة تعادل تقريبًا سرعة سيارة في مدينة. ولكن بسبب انخفاض السرعة، تتراكم طاقة الموجة في ارتفاعها، مما قد يرفع الموجة إلى عشرات الأمتار. لهذا السبب تكون موجات التسونامي مدمرة جدًا عند وصولها إلى اليابسة، رغم سرعتها المنخفضة نسبيًا. في الواقع، يمكن للسباح الجيد أن يسبح بسرعة 3-4 km/h، لكن الموجة لا تزال أسرع بعشر مرات، مما يجعل الهروب صعبًا.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة سرعة التسونامي.
قيم مُدخَلة قياسية
- العمق (م)
- 50
قيم مُدخَلة مرتفعة
- العمق (م)
- 85
قيم مُدخَلة منخفضة
- العمق (م)
- 10
قيم مُدخَلة قياسية
- العمق (م)
- 30
قيم مُدخَلة مرتفعة
- العمق (م)
- 80