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水漩會以反向轉動方式轉動,是否確實受到地球自轉傾向性的作用?
- 由 小北科普 發表于 垂釣
- 2022-10-24
漩渦是怎麼轉動的
這是一種常見的自然規律:在我們把水從池塘中排出來的時候,會發現在下水道中有一個旋窩。也許大多數人在見到這種情況時,都不會再去深究,但很多時候,這種不顯眼的東西,都隱藏著天然的秘密。
而其中的秘密,就是從旋風的角度來看。
這個旋風的方向是順時針方向,抑或是反時針方向?怎麼可能?
對於這一問題,很多人都會說:“螺旋”的方向和地球的轉動有關,北半球的“螺旋”是反時針(從北極圈的角度看),“南邊”是從南極的角度看過去的。
至於原因,答案是:水流受到了地球的偏移。
這種答案初聽起來還挺有意義的,例如編輯曾經是這種說法的有力擁護者。
我記得很清楚,初中二年級的時候,物理老師就會教我們一些物理學的知識,有一個問題,就是在我們把水倒出來的時候,會有一個漩渦,這個漩渦的中心是怎麼形成的?
那時,我就說:“旋風的旋轉與地球的旋轉有關,而在北方則是相反的。”
我記得以前我有一個很好的愛好,就是每個星期都會到圖書館裡來(四歲左右),這一點是從一本科學書籍裡學到的(但我發現科學書籍並不完全正確),但隨著時間的推移,我還是決定要到圖書館裡去一趟。雖說是在網上搜索。)
回到我的問題上,我的答案得到了老師的認可(倒不是因為我的老師能力不夠,而是因為我在課本上看到的那些東西,所以才會這麼做。)
等我發現這水渦的轉動與地球的轉動沒有關係時,我就是初中的時候,偶然在網路上看到了一段臺灣省的科學電視,經過多次比較,得出的結果是:水渦的轉動與水力的初始角度和池塘的結構有關係,只要把水放置久一點,就不會產生大的旋渦。
我在寫這條新聞的同時,也在尋找這個欄目,但我記不住名字了,我找了半天也沒有找到。
於是我用杭州科技協會的一期《好奇心實驗室》欄目做了簡要的說明:
試驗的物件分別是南半球和南半球(南半球的試驗者可能是受邀來幫助的歌迷)
以下是一個在北半球進行的試驗
我們可以看出,在許多試驗中,並非總是沿著反時針方向轉動
而在南方,也是如此。
為了說明這種情況,調查者諮詢過有關的專業人士,得出結論:旋風的方向主要取決於初始動力和池塘的構造,而地球的旋轉對旋轉的作用只是一個很小的因素。
在臺灣省的一個電視欄目裡,有個試驗人員就是這麼幹的,他們把水龍頭往一邊一歪,慢慢地往外倒,等過一會再把水倒出來,再把水倒出來,最後才發現,這個旋風的角度與最初的水龍頭的角度有關。
最終,這位好奇心旺盛的研究員自己動手,用一個大的圓形容器,在裡面盛了一個多鐘頭的水,然後在裡面放置了一塊葉子,用來檢測水流有沒有停止流動,然後將油漆倒入其中,然後擰開瓶蓋,看著裡面的排水。
但他很快就找到了出口,卻沒有看到有什麼旋風。
因此,決定漩渦方向的最大因子是水的初始角動量和池塘的構造。
所以,為何使用旋轉偏移來說明旋風?
首先我們要了解地球的傾斜度是多少
我想,大多數人第一次知道這一點,是在地理學的課堂上,我的老師說過,地球的旋轉偏移。
事實上,這種力量並不是真正的力量,而是一種慣性的力量。
從非慣性系統角度看,彈丸的移動
廣義上來說,它是柯里斯作作法,它是一種由柯里斯作作作法(反映了科氏力沿地面的橫向),它的偏斜度與目標的運動方向是平行的,也就是說,它只是在移動的時候發生了變化,而不會發生變化。
紅色代表了一個目標的真實軌跡,而紫色代表了一個目標的正常軌跡,而在這個過程中,你可以看到一個在赤道上移動的目標,而這個移動的目標卻沒有受到地球的偏斜力(雖然這並不代表,在地球上移動的東西的柯里克利特的力量是0)。
該方法以 F=2 mvω sinφ為例, m為物體的重量, v為移動速度,ω為角率,Φ為經緯。
根據此方程,可以求出池塘內流動的水流
假定一個直徑30釐米的池塘,從池塘的邊沿到中央的水口,徑向速度是2 m/s,而緯線是60°,角度是7。292×10-5立方 RD/s。
所以當水進入排水口時,只會出現0。0028 mm的側向偏移,和我們平時見到的渦旋相比,很顯然,光憑地球的旋轉是無法形成肉眼可見的旋風的。
儘管地球的偏斜力在水潭中起不到什麼作用,但在長期的大範圍內,它的作用卻是顯而易見的,例如:在北半球,它的方向是反時針方向,而在南邊,則是在順時針方向上(因為在赤道處,地球的偏斜力較小,所以在赤道處,不會有颱風)。
颱風
颱風
一般而言,我們在日常生活中所看到的旋流,其旋渦的形成基本上都是受周圍環境或原始力作用所致。
至於地球的旋轉對地心引力的作用,完全可以忽略不計,所以說,因為地心引力,造成了北半球的水是反方向的,而不是正反方向的。