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1 # 甜甜向上精心創作
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2 # 柳小慶
卡皮羅現象——地球南北半球的水漩渦的旋轉方向竟然相反
前蘇聯科學家卡皮羅發現水池你的水總是朝一個方向旋轉,就算你用手反方向攪動,但不多久還是恢復到原先的旋轉方向,貌似有一種神奇的力在時刻按一個方向攪動水流似的。卡神做了許多類似的實驗均是相同的結果,但是後來旅行到其他地方再做類似的實驗的實驗時,發現水流也是按固定方向旋轉的。但是卡神驚奇的發現漩渦在北半球是逆時針方向,在南半球則正好相反是順時針方向,這種現象被人們稱為卡皮羅現象。
科里奧利力——透過卡皮羅現象解釋水漩渦的本質前面描述的是一種現象,那麼產生這種現象的本質原因是什麼呢?水漩渦產生的本質就是一種由地球自轉產生的一種慣性力,這種力就是科里奧利力(誰發現的就給誰冠名,小夥伴加油讓自己也冠名吧)。在南半球這個慣性力是向左的,因此水形成漩渦時形成順時針方向旋轉。相反,水漩渦在北半球則為逆時針方向。科里奧利力能影響水流,也能影響氣流(風),所以南北半球形成的旋風的旋轉方向也是遵循皮卡羅現象的。而且,也能很好的解釋為啥颱風只能出現在高緯度區(5維度以上),這種強氣旋隨著維度的降低而慢慢減弱知道赤道地區消失。
水瓶子裡的水漩渦則是另一種產生形式前面說了地球偏轉力影響水流和氣流的旋轉方向,但那都是宏觀的情況。一瓶子水的漩渦旋轉方向完全取決於你晃動瓶子的方向。無論你站在地球的那個地方,你想讓水形成漩渦並逆時針轉,那就逆時針快速轉動水瓶就是,相反,則往反方向轉。因為你按一個方向轉動水瓶子時,就會帶動水體旋轉產生離心力,那麼中心的水體都會向四周擠壓造成中間實體液麵下降,四周液麵上升形成一個漏斗型的漩渦,平衡狀態是擠壓產生的上升力與重力平衡。如果你停止晃動瓶子,水體的旋轉就會因摩擦力而慢下來,離心力逐漸減小,在重力作用下水體回到中心最終液平面平行但水體依然可以轉動直到最後靜止。
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3 # 艾伯史密斯
答:無非就三個原理,一是角動量守恆,二是水的粘度低,三是離心力作用。
我們來定性分析這個過程:
1、我們快速旋轉礦泉水瓶時,瓶內的水整體跟隨者旋轉,此時旋轉的中心不在瓶內,我們可以理解為“公轉”;
2、當我們停下來後,瓶內的水開始高速旋轉,自轉軸在瓶內,相當於“自轉”;
也就是說:整個過程中,瓶內的水經歷了“公轉”向“自轉”轉變的過程,其中原理,就是角動量守恆。
根據右手螺旋法則,如圖“公轉”時,瓶內的水有一個向上的角動量,停下來後,因為水的粘度不高,水的角動量無法立刻消耗殆盡,於是水只能繼續“自轉”,來保持角動量的守恆。
如果你仔細觀察的話,會發現剛停止時,水的自轉非常快,那是因為公轉時半徑大,停下來後自轉半徑小,所以自轉速度會增加,才能保證角動量的守恆。
之所以形成“漩渦”,是因為液體(剛性)在自轉時,因為離心力的作用,表面會形成拋物面,這是流體力學裡的入門問題!
當然,因為摩擦力的原因,水的角動量會被逐漸消耗,直到停止自轉。
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4 # 螞蟻科學
這是離心作用
離心作用是由向心力引起,向心力是物體做曲線運動時,物體運動軌跡所在的圓心與物體位置的連線方向並向外延伸的力,這個力的方向從圓心向外,所以也有人稱它離心力。
就這樣用文字描述你可能難以想象這個力的作用,回憶一個場景,你坐在出租車裡,如果計程車轉彎的速度稍微快一點,人就會感覺到有一個力在把他向外拉,這就是離心力。
同樣的,礦泉水瓶裡的旋轉的水中間形成小漩渦原理是一樣的:由於水在圍著礦泉水瓶的中心旋轉,則水就會受到來自旋轉中心向外作用的離心力,水受到離心力的作用就會向外移動,所以內側的水受到離心力作用向外移動,外側的水同樣的受到離心力向外移動,但是外側是瓶身,水受到一個來自瓶身的支援裡,幾個力一合成,合力的方向向上,外側的水就沿著瓶身向上移動。
這樣看起來就像旋轉中心向下凹陷,形成了一個水渦一樣,實際上是中間的水受到了離心力去了外邊,外邊的水受到了離心力和支援力的作用去了上邊,看起來就是一個錐形的漩渦狀。
當然,這樣的漩渦不只是水的專屬,所有的流體旋轉都能產生這樣的現象,比如風暴、龍捲風,高速旋轉的氣流受到離心力的作用向外遠離,中間就形成了一個漩渦。
離心的原理在生活中有很多的用處,人們根據離心原理髮明瞭離心機,專門用來分離混合物中的不同物質,另外,洗衣機原理也差不多。。
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謝邀。準備一盆水,把手指插入水中,沿一定的方向在水中畫圈⭕,看看有沒有小漩渦?形成小漩渦的原因應該很清楚吧,手對水施力使之轉動。快速轉動礦泉水瓶,與用手在水中攪動,有異曲同工之妙。礦泉水瓶快速轉動,對水產生摩擦力,帶動水轉動起來,形成小漩渦。不知是否滿意。
其實,這並不神奇。你再在衛生間的洗手盆中放滿水,然後,將下水管開啟,很快就會產生漩渦,並且,漩渦是逆時針方向旋轉的。這就神奇了,甚至有點神秘。