南北半球水流旋转方向不同原因,下水道漩涡的旋转方向
本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。 水流入下水道,在南北半球旋转的方向不同,为什么?由于地球自西向东自转的缘故,在地球上一切做水平运动的物体都要发生偏转,比如风,流水等。
生活在北半球的我们平常可能会注意到一件事情,在洗澡的过程中,堆积的水流进入下水道时,旋涡是呈逆时针方向旋转的。并且,北半球的河水总是倾向于向右偏,于是河流的右岸总是被冲刷,而左岸由于没那么多河水冲向它,流速较慢,经常有沙石堆积。那么下水道的旋涡旋转方向为什么不是顺时针呢?河水为什么不向左偏呢?
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水流入下水道,在南北半球旋转的方向不同,为什么?
由于地球自西向东自转的缘故,在地球上一切做水平运动的物体都要发生偏转,比如风,流水等。其偏转的的规律是北半球向右偏,南半球向左偏,所以在北半球水流入下水道的时候应该是逆时针
旋转进入的(象北半球的气旋),而南半球应该是顺时针旋转进入的(象南半球的气旋)。
为什么北半球和南半球的水流旋涡的方向是相反的?
由于地转偏向力 ,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。
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。
一、地球自转导致地转偏向力,也就是科里奥利力,简称科氏力,任何运动的物体都会受到科氏力的影响。二、大型的龙卷风、热带气旋、季风等都明显表现出科氏力的影响,在北半球逆时针旋转,南半球顺时针旋转。因为它们系统规模超级大,对旋转方向影响最大的就是科氏力,其他力的作用基本忽略不计,所以也就很符合规律。三、还有河流,在科氏力的长期作用下,河水流向会向右偏,冲刷河流右岸,而左岸河水流速慢,经常会有沙石堆积。四、但日常生活中见到的池塘、水槽、浴缸、马桶等水流漩涡就不一定符合这个规律了。
因为水流漩涡虽然也受科氏力的影响,但还同时还受其他因素的影响,比如容器的形状、深浅,初始扰动,摩擦阻力等等。
加上地球自转太慢了,每24小时才转一圈,所以科氏力只是一个很小的力。当科氏力作用到一个很小的系统中时,短时间很难看出其影响力,也很容易被其他力的效果覆盖。
所以生活中看到的水流漩涡,旋转方向是由系统中占主导地位的力决定的,自然不一定北逆南顺了。如果完全没有其他力的干扰,水流漩涡在一段时间科氏力的作用下,会符合北半球逆时针,南半球顺时针的规律。
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