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If you look at the wake behind a duck, or a kayak, or a ship, you might notice two unusual
アヒルやカヤック、船の後ろの航跡を見ると、2つの異常に気づくかもしれません。
things: first, the wake isn't simple (like the perfectly straight shock wake of a supersonic
まず、航跡が単純ではないこと(超音速機の完全にまっすぐな衝撃航跡のように)。
projectile is) - it's a fascinating, feathery, ripple-y pattern.
projectileは)、羽のような、波紋のような魅力的なパターンです。
And second, that feathery pattern looks the same - same angle, same repeating pattern
そして2つ目は、その羽毛のパターンが同じように見えることです。同じ角度で、同じように繰り返されるパターンです。
of ripples along the edge, same reverse arcs in the middle - it looks more or less the
縁に沿った波紋のようなもの、中央にある同じ逆円弧のようなもの、それはどちらかというと
same regardless of whether it's made by a duck, a kayak or a ship, even though they're
アヒルが作ったものでも、カヤックが作ったものでも、船が作ったものでも、同じです。
all moving at different speeds and the waves are very different sizes.
波の速さも違えば、波の大きさも違います。
The reason water wakes always have this particular shape and pattern is because of the surprising
水の波がいつもこのような形やパターンになるのは、意外にも
physics of water waves.
水波の物理。
While there's a single speed of light waves, and a single speed of sound waves, there's
光の波の速度も音の波の速度も1つですが
no single speed of water waves.
水波の速度は一つではありません。
In water, longer waves travel faster, while shorter waves travel slower.
水の中では、長い波は速く、短い波は遅くなります。
This phenomenon where different wavelength waves travel at different speeds is known
波長の異なる波が異なる速度で伝わる現象を指します。
as dispersion, and it makes water waves both interesting and complicated.
これが水の波の面白さであり、複雑さでもあります。
Like a boat wake.
ボートの航跡のように。
To explain the shape of a boat wake, we'll start by looking at water waves of just a
ボートの航跡の形を説明するために、まず、水の波だけを見てみましょう。
single wavelength (and speed).
単一の波長(と速度)。
A boat traveling across this simpler water creates a series of circular waves - if the
この単純な水の上をボートが走ると、円形の波が連続して発生します。
water waves are faster than the boat, the waves encircle it, but you don't get a wake.
水の波はボートよりも速く、波はボートを包み込むが、航跡はできない。
If the waves are slower than the boat, the boat outruns them and the circles all add
波がボートより遅ければ、ボートが追い抜き、円がすべて加算されます。
together to create a V-shaped wake.
を合わせてV字型の航跡を作ります。
And if the waves are even slower, the boat will outrun them even more and they'll add
また、波がさらに遅い場合は、ボートがさらに凌駕してしまい、加えて
together to a narrower V shape.
を合わせて、より狭いV字型にする。
Slower waves make narrower wakes.
ゆっくりとした波であれば、航跡は狭くなります。
Faster waves make wider wakes.
波が速いと航跡も広くなる。
But we need to remember that water waves are waves, that is, they repeat themselves.
しかし、水の波は波であり、繰り返すことを忘れてはならない。
So every circular wave is really the first of a series of circular waves.
つまり、すべての円形の波は、実際には一連の円形の波の最初のものなのです。
This means that instead of creating just one v-shaped wake, a moving boat creates a train
つまり、船が動くと、V字型の航跡が1つだけではなく、列車のような航跡ができるということです。
of v-shaped wakes that are each exactly one wavelength apart.
のV字型の航跡がちょうど1波長ずつ離れています。
The reason a real boat doesn't make straight v-shaped wakes is that a real boat makes waves
本物の船がまっすぐなV字型の波を作らないのは、本物の船が波を作っているからです
of many different wavelengths.
多くの異なる波長の
And because of dispersion, different wavelengths travel at different speeds: the longer ones
また、分散のため、波長によって進む速度が異なり、長い波長のものは
travel faster and shorter ones travel slower.
速く走るものは速く、短く走るものは遅くなります。
Faster waves create wider wakes, and because faster waves also have longer wavelengths,
波が速いと航跡が広くなり、また、波が速いと波長が長くなるため、航跡が長くなります。
that means that wider wakes are further apart.
ということは、広い航跡はより遠くにあるということです。
Similarly, slower waves create narrower wakes, and because slower waves also have shorter
同様に、ゆっくりとした波は狭い航跡を作り、ゆっくりとした波は短い航跡を作るので
wavelengths, narrower wakes are closer together.
の波長では、幅の狭い航跡の方が近くなります。
When you add together narrow, closely spaced wakes, with wider, more widely spaced wakes,
狭くて狭い間隔の波と、広くて広い間隔の波を合わせると。
with even wider, even more widely separated wakes, and so on, voilá!
そして、さらに広く、さらに大きく離された航跡、というように、さまざまな要素が絡み合って、ようやく完成します。
The shape of a boat wake!
ボートの航跡の形!?
Look at the beautiful repeating feathery ripples out on the edge, and the wider repeating arcs
縁の部分では美しい羽毛のような波紋が繰り返され、より広い範囲では円弧が繰り返されています。
inside the wake itself.
航跡そのものの中に
If you replace these sharp lines with smoother waves at the appropriate angles and spacings,
このシャープなラインを、適切な角度と間隔でより滑らかな波に置き換えると
you get an even more convincing boat wake.
を使用することで、より説得力のある船の航跡を得ることができます。
And we can do the same again in 3D to get a really realistic-looking boat wake.
また、同じことを3Dで行うことで、非常にリアルな船の航跡を得ることができます。
So in summary: wakes have the shape they do because water waves travel at different speeds.
要約すると、「水の波の速さが違うから、波の形がある」ということです。
Slower water waves create narrow, closely spaced V-shaped wakes, and faster water waves
遅い波は狭い間隔のV字型の波を作り、速い波は
create wider V-shaped wakes that are further apart.
は、より広いV字型のウェークを形成し、さらに離れています。
When you add all these different v-shaped patterns together, at the correct angles and
これらの異なるV字型のパターンを、正しい角度で組み合わせていくと
spacings determined by water's dispersion relation, you end up with the unique shape
水の分散関係で決まるスペーシングがあると、独特の形状をした
of a water wake.
水の航跡の
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sponsorship message:広告なしの拡大版を見る
video on Nebula.
Nebulaのビデオ。
Ok, there are some caveats to the science in this video, and you can find out about
OK、このビデオの科学にはいくつかの注意点があり、それについては
them in the extended version over on Nebula, the Streamy-award-nominated independent streaming
ストリーミー賞にもノミネートされた独立系ストリーミングサイトNebulaでは、これらを拡張したバージョンが公開されています。
service that's the co-sponsor of this video.
今回のビデオの共同スポンサーであるサービス・オブ・ザ・イヤー。
Nebula was created by and for a collection of educational video creators including Real
Nebulaは、以下のような教育ビデオ制作者のために制作されました。
Engineering, Mike Boyd, Up and Atom, Jordan Harrod - and me - and Nebula has partnered
Engineering、Mike Boyd、Up and Atom、Jordan Harrod、そして私、そしてNebulaが提携しました。
with CuriosityStream, which offers thousands of documentaries and nonfiction titles to
に何千ものドキュメンタリーやノンフィクションのタイトルを提供しているCuriosityStreamとの提携を開始しました。
give you access to both in one go!
の両方にアクセスできるようになりました。
I recommend Magic Numbers, Hannah Fry's fun series about mathematics: how it's influenced
ハンナ・フライの楽しい数学シリーズ「マジック・ナンバーズ」をお勧めします:数学がどのように影響したか
science, how science has influenced math, the question of whether math is invented or
科学は数学にどのような影響を与えたのか、数学は発明されたものなのか?
discovered, and more.
を発見したことなどが挙げられます。
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