我想知道水旋涡产生原因
发布网友
发布时间:2022-04-23 10:23
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热心网友
时间:2023-10-11 09:54
你是指排水过程中的旋涡还是指河水中的旋涡?
假如是前者的话就是由于"地转偏向力"的作用,物理中称为科里奥氏力,因为地球在做圆周运动,而以地球为参考系做直线运动的物体会受到一个附加力,这个力是地球旋转方向与该直线运动方向的叉乘结果(见相关物理教材)
假如是河水中的旋涡则是因为水流速度不一致.因此河水在拐弯处常见旋涡,而平流处少见.
热心网友
时间:2023-10-11 09:54
关于水旋涡的实验研究
实验目的:了解旋涡的形成、旋转方向
实验器材:底部有孔350ml一次性杯子、保鲜膜、彩色塑料片一
实验步骤:1、将一彩色塑料片置于盛有水的杯子中,用保鲜膜封住杯口,按书方法旋转,使形成旋涡,观察塑料片的运动情况。
2、取底部小孔直径分别为0.2cm 、0.8cm、1.4cm的杯子,盛水,用保鲜膜封口,旋转,并观察其旋涡情况。
3、取底部小孔直径为0.8cm的杯子,一次盛水后用保鲜膜封口,旋转,另一次盛水后不用保鲜膜封口,旋转,观察两次形成的旋涡。
实验现象:
小孔直径(cm)
现象
结论
0.2
无旋涡。
当小孔直径为0.8cm时,旋涡最明显。
0.8
形成较明显的一顺时针旋转的旋涡,杯壁不内凹,且有大气泡产生由杯底向上。
1.4
开始无旋涡,杯壁内凹,水接近杯底时,由一气泡上冒,后形成旋涡,但不十分明显。
杯子封口情况
现象
有
形成较明显的一顺时针旋转的旋涡,杯壁不内凹,且有大气泡产生由杯底向上。
无
剧烈摇晃时水顺时针旋转,接近杯底时,产生旋涡,但不十分明显。
实验讨论:
发现旋涡现象与龙卷风现象相似,上网查得龙卷风形成资料如下:
龙卷风是云层中雷暴的产物。具体的说,龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式。龙卷风的形成可以分为四个阶段:
(1)大气的不稳定性产生强烈的上升气流,由于急流中的最大过境气流的影响,它被进一步加强。
(2)
由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用,上升气流在对流层的中部开始旋转,形成中尺度气旋。
(3)随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展,它本身变细并增强。同时,一个小面积的增强辅合,即初生的龙卷在气旋内部形成,产生气旋的同样过程,形成龙卷核心。
(4)龙卷核心中的旋转与气旋中的不同,它的强度足以使龙卷一直伸展到地面。当发展的涡旋到达地面高度时,地面气压急剧下降,地面风速急剧上升,形成龙卷。
由此,可以推测旋涡的形成。
由于杯底有孔所以水向下流,加上手地摇晃变形成了刚开始时的旋涡。当杯子密封时,随着水的流去,杯内空气体积增大,压强减小,于是杯外空气通过小孔以气泡的形式补充杯内空气,内外空气的交替扰动,形成了许多小的旋涡,这些小旋涡逐渐扩大,由于手的剧烈摇晃形成了大旋涡。因此,未被密封的杯子由于内外无压强差而旋涡不明显,杯子小孔的过大或过小都不利于内外空气的交换从而造成旋涡的不明显。
热心网友
时间:2023-10-11 09:54
水旋涡产生原因是很复杂的,受水流初始状态,排水系统形状等很多因素影响,如果忽略一切干扰,会因科里奥氏力(地转偏向力)形成旋涡,但实际生活中的旋涡,往往科里奥氏力的影响并不大.
热心网友
时间:2023-10-11 09:55
这跟地球的自转相关:
北半球是向左卷成漩涡流出去的
南半球是向右卷成漩涡流出去的
赤道是垂直流出去的
热心网友
时间:2023-10-11 09:56
我觉得是水受了诸如搅拌等外力的作用,由于受力的大小和方向不均,水分子内部运动速率与方向不一样造成的
热心网友
时间:2023-10-11 09:56
地转偏向力!