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浴缸中的水流出时为什么旋转速度会越来越快

来源:网络 作者:佚名 时间:04-08 手机版

地球自转影响下,地球上各种想做直线运动的东西都会受到影响。这其中和速度方向垂直的部分叫地转偏向力,或者科里奥历力。 要估算科里奥历力的影响很容易,随便找本讲力学的书都能找到这个公式:F’=-2mW*v’,其加速度大小就是|F’/m|=2Wv’。 这W是地球自转的角频率,如果PI是圆周率、T是地球自转周期,那么W大约是W=2 PI/T,结果大约是国际单位下万分之一;v’是水流在转动系内部的相对速度,也就是眼前能看到的水流速度。也就是说大约3分钟左右偏过1度。 这个影响很小,所以如果浴缸之外的影响太大,比如用手搅动一下,或者有强劲的水龙头往里放水,那么旋涡方向应该是和外界的干扰一致的;但是另一方面这个影响是持之以恒的,外界干扰撤掉后,如果时间够长,那么旋转方向还是会变成逆时针。 所以关键得看外界干扰如何,比如抽水马桶,水流一开始的速度和方向,受马桶内出水口的设计影响。浴缸放水时间比较长吧,那么最后旋涡的方向应该是和地球自转有关。

为什么水越接近漩涡流动速度越快?

水(液体大都如此)具有粘持性,边缘的水与河岸摩擦而减速,边缘的水与河中心的水由于粘持性而形成速度梯度,使河中心的水流速最快,越靠近岸边的水流速越慢。梯度很大时形成漩涡,漩涡的方向是河中心处沿水流方向。另:在河底的水流和岸边的水流情况相同。此处的漩涡的方向不是固定的,与水流方向和速度有关。浴缸放水时漩涡的方向受地球自转和不同纬度的影响,北半球总是里逆时针方向,南半球总是里顺时针方向

为什么水从浴缸中流走时,是旋转的流?

水流遇低洼处所激成的螺旋形水涡。

抽水马桶冲水时,水流会产生一个旋涡流下排水空。有理论称,在北半球,水流旋涡是朝顺时针方向的;而在南半球,则是逆时针旋转的。而之所以出现这种现象,是由于地球自转的缘故。

其实,地球自转的作用很微弱,因此难以影响水流动的方向。你可以在一些盥洗室中轻易地验证这一点,无论是逆时针还是顺时针,水流旋涡的方向取决于水槽的结构,而非南北半球。

先想想水流漩涡是怎么来的大部分的资料,甚至是物理老师都告诉我们水流漩涡是因为科氏力因此北半球是顺时针流下,南半球是逆时针科氏力确实造成了地球上风向的改变但科氏力会影响水流漩涡吗?如果科氏力会影响水流漩涡,那我们平常打篮球、打撞球时应该也会受科氏力影响可是好像没有吧.....事实上,水流漩涡只是因为水缸的不平稳或是水中原本就有的扰动造成的若水一开始有一点点顺时针旋转当水逐渐漏掉,由于角动量守恒角速度势必就会增加,我们也就会看到水流漩涡了假设水缸底部完全水平水中也完全没有扰动那么不论是在何处,水都会直接向下流,没有漩涡所以说,并没有所谓北半球顺时针流下,南半球是逆时针这只不过是有人科氏力解释的产物不相信的话可以自己找不同的水缸做做看实验...如果水流漩涡与科氏力那在赤道线上水流漩涡也就没有特定的方向了。

为什么水池里的水会旋转排出?

通常的解释是因为有地球自转偏向力(地转偏向力、科里奥利力)的作用。以下就是这种解释:水流形成漩涡是因为地转偏向力的影响,大多数情况下,相对于地面水平运动的物体的运动方向会因此发生改变。地转偏向力其实是一种惯性,是一种虚拟的力。由于地球自转的角速度是一定的,所以纬度不同的地方线速度就不一样,纬度越高纬度圈的半径就越小线速度就越小。在北半球物体从南向北运动时,实际上是从线速度大的地方往小的地方移动,于是由于惯性就会产生右移(可以想象一下如果你站在一条传送带上从西向东运动,你的北方有一条平行的传送带但是速度比你站的这条稍慢一点,你从现在的位置跳到慢的这条传送带上,你的身体会往右偏)。同理,在北半球物体从北向南运动时,物体从速度小的地方移向速度大的地方,也是会发生向右偏的现象(可以想象一下如果你站在一条传送带上从西向东运动,你的南方有一条平行的传送带但是速度比你站的这条稍快一点,你从现在的位置跳到快的这条传送带上,你会感受到身体有向右偏的惯性)。由此可得,在北半球相对地面运动的物体会往右偏。南半球的情况正好相反,所以在南半球相对于地面运动的物体会向左偏。综上所述,物体在北半球移动向右偏,在南半球移动向左偏。现在可以回答漩涡的问题了。如果有水流朝一个洞流去,那么在北半球它会向右偏,结果就在洞口形成一个逆时针的漩涡了。同理,在南半球的漩涡是顺时针的。不仅水流漩涡如此,台风的气旋方向也是如此。地转偏向力对地球上的风,河流,洋流都有很大的影响。这种效应会随纬度减小而增大。在两个极点上观察不到这种效应。但现在还有另一种解释,无关地转偏向力。水流漩涡的主要原因是水中初始的扰动。若水一开始有一点点旋转,那么随着水逐渐漏掉,由于角动量守恒,角速度必就会增加,形成明显的漩涡流出。 另外一个影响因素是水盆的构造。这样的话无论你把它挪到地球上什么地方它都只能产生同一方向的漩涡。而对于一般的排水口,由于结构,有时候它们会偏好形成某个方向的漩涡,而更多的时候是两种旋转方向的漩涡都会出现。因此,你把你家排水口放到北极点上,很大概率也会偏向某一方向形成漩涡流出。--以下引自知乎。

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