漩涡是如何形成的?
漩涡不考虑其他因素,在北半球是右漩的,在南半球则是左漩.原因是地球在自转,导致北半球运动物体都有向右偏的倾向.你可以想象一个物体向北走,因为纬度高了,饶地轴转动的线速度必须减小才能恰好走在南北走向上,可因为惯性,物体饶地轴转动的线速度并不想减小,就有偏向右运动的趋势,如果没有阻隔,就偏右了.但实际上,这个影响因素并不十分强,漩涡的方向与形成漩涡的容器形状,水流初始状态等不少因素都有关系,做实验的话,北半球左漩的情况也很多的,并不奇怪. 地球表面上看似静止的物体,其实随着地球自转做着围绕地心轴的匀速旋转运动(忽略地球公转的影响),静止的水(或其它流体)严格点儿说,本身就有加速度(这种加速度称为科氏加速度),当旋涡产生时,水失重下降,本身的自重使它产生了一定的重力加速度,这个加速度与它随地球自转时存在的加速度叠加,合成了一个新的加速度方向,并且在较小的半径上产生了较快的运动速度,看上去就是比较快的向下的螺旋运动,这就是我们看到的旋涡现象。因为这个原因,在地球上任何同一个地方看,旋涡总是按照同样的旋向产生,这就是一个符合物理规律的自然现象,不必觉得奇怪。而为什么漩涡消失,因为污水进来后打破了漩涡加速度的方向,使其紊乱,自然不规律,使漩涡消失。忘了说一点,从正上方观察,水向右偏转形成的旋涡是逆时针的.比较容易想,水一边向下流,一边往右偏,形成的是逆时针旋涡(当然是指北半球).说左漩右漩不够明显,容易误解,转着圈呢,哪是左哪是右呢. 美国麻省理工学院机械工程系的系主任谢皮罗教授,却敏锐地注意到:每次放掉洗澡水时,水的漩涡总是朝逆时针方向旋转的。这是为什么呢?谢皮罗紧紧抓住这个问号不放,进行了反复的实验和研究。1962年他发表了论文,认为这种漩涡与地球的自转有关,如果地球停止旋转就不会产生这种漩涡,由于地球不停地自西向东旋转,而美国处于北半球,便使洗澡水朝逆时针方向旋转,北半路的台风也是朝逆时针方向旋转,其道理与洗澡水的漩涡是一样的。他还断言,如果在南半球,洗澡水的漩涡将向顺时针方向旋转,在赤道,则不会形成漩涡。他的这种见解,引起各国科学家的极大兴趣,他们纷纷在各地进行实验,结果证明谢皮罗的结论完全正确。 最简单的漩涡模型,一个圆筒形容器,装有一定量的水,圆筒旋转的话就会带着水一起旋转,形成一个凹面(中间低,两边高),就是漩涡。这个凹面的形状是由水的旋转速度和地球重力决定的在这个凹面上的每一个点,要满足重力与离心力的合力刚好与该点的切线垂直,就好像没有旋转时水面保持水平,就是重力与水平面垂直。就是距离旋转轴距离为x处离心加速度为ω^2*x,与重力加速度的合加速度要与水平面垂直的话就是tanθ=(ω^2*x)/g = f '(x)(导数)。令x=0时f(x)=0,解这个方程得出f(x)=(ω^2/g)*(1/2)*(x^2)。由此可见漩涡的形状是由重力和旋转速度决定的,是一个抛物面。
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。
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