作业帮水为什么流进下水道有漩涡
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/04 13:09:06
水为什么流进下水道有漩涡
水为什么流进下水道有漩涡
水为什么流进下水道有漩涡
是因为地转偏向力.
水平地转偏向力亦称地偏力,因为地球自转而产生的以地球经纬网为参照系的力.地转偏向是科氏力(科里奥利力)在沿地球表面方向的一个分力.
水漩涡的形成
当我们打开水龙头向塑料桶中注水时,当水库放水（放水口在水下）时,水槽放水时等,都会看到在水面形成漩涡.注水时呈顺时针旋转,放水时呈逆时针旋转.当向桶中注水时,水从注水点向四周流动,北半球在地转偏向力的作用下右偏,漩涡呈顺时针方向旋转.南半球则呈逆时针方向旋转.放水时表面水都流向下层出水点,北半球在地转偏向力的作用下右偏,漩涡呈逆时针方向旋转.南半球则呈顺时针方向旋转.
不过江河中的漩涡不一定符合这一规律,因为它还受到河床特征的影响.
那么,马桶冲水逆时针流的原因看来就是科里奥利力了?
那倒未必.
我小的时候看科普书,也对文章开头的说法深信不疑.直到有一天雨后,我看到楼下的沙井盖上面两个排水孔中水流的旋转方向是一个顺时针一个逆时针之后,我就不再相信这种说法了.要是真的是科里奥利力导致的排水孔水流打转的话,应该两个方向相同才对,怎么能一个顺时针一个逆时针呢?
但这只不过是一个例子,还不能说明所有排水孔水流旋转方向都不是由科里奥利力引起的.但是我们只要稍微估算一下就会知道水流漩涡产生的原因是不是科里奥利力了.假设水流跑得跟刘翔差不多快,也就是10米每秒的样子,而且速度完全平行于地面.即使这样,水流受到的由于科里奥利力产生的加速度最多也只不过是0.001米每平方秒.如果马桶的直径有1米,而水流是从马桶边径直冲向中心的话,到达中心的时候由于科里奥利力产生的偏转还不到半毫米,根本就产生不出什么看得见摸得着的效应,更何况是我们平时看见的漩涡了.如果连在这个巨型马桶中的高速水流都产生不出看得见的效应的话,就更别说那些可怜的小马桶和排水口了,没戏的.
实际上,排水口和马桶们产生漩涡的原因多半是由于它们自身的构造问题.有的马桶就是特地设计漩涡式冲水的,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个方向的漩涡.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,不信你试试就知道了.
这和地球自转有关，物体在地球表面垂直于地球纬线运动时，由于地球自转线速度随纬度变化而变化，由于惯性，物体会相对地面有保持原来速度的运动方向的趋势，这就叫地转偏向力。在北半球，物体从南向北运动，地球自转线速度变小(赤道处线速度最大)，物体由于惯性保持线速度不变，于是就向东偏向，相对运动方向来说就是向右。从北向南运动时，地球自转线速度变大，于是就向西偏向，相对运动方向也是向右。所以在北半球物体运动时统...
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这和地球自转有关，物体在地球表面垂直于地球纬线运动时，由于地球自转线速度随纬度变化而变化，由于惯性，物体会相对地面有保持原来速度的运动方向的趋势，这就叫地转偏向力。在北半球，物体从南向北运动，地球自转线速度变小(赤道处线速度最大)，物体由于惯性保持线速度不变，于是就向东偏向，相对运动方向来说就是向右。从北向南运动时，地球自转线速度变大，于是就向西偏向，相对运动方向也是向右。所以在北半球物体运动时统一受到向右的地转偏向力。同理，物体在南半球运动时统一受到向左的地转偏向力。 现在再来看这个水流产生的漩涡.假如没有地转偏向力的话,那么水流将会沿着从中心出发的放射状线条流入.流入速度方向指向中心。例如在著名的赤道之国厄瓜多尔的赤道线上，用漏斗注水实验时，水流呈垂直下降而不形成漩涡。在北半球，流入速度方向偏右，所以流入的水流速度方向指向中心偏右位置，这就形成了逆时针的漩涡。同理在南半球形成顺时针漩涡。
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