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General 更新 2024-05-20

漩渦是如何形成的?

漩渦不考慮其他因素,在北半球是右漩的,在南半球則是左漩.原因是地球在自轉,導致北半球運動物體都有向右偏的傾向.你可以想象一個物體向北走,因為緯度高了,饒地軸轉動的線速度必須減小才能恰好走在南北走向上,可因為慣性,物體饒地軸轉動的線速度並不想減小,就有偏向右運動的趨勢,如果沒有阻隔,就偏右了.但實際上,這個影響因素並不十分強,漩渦的方向與形成漩渦的容器形狀,水流初始狀態等不少因素都有關係,做實驗的話,北半球左漩的情況也很多的,並不奇怪.

地球表面上看似靜止的物體,其實隨著地球自轉做著圍繞地心軸的勻速旋轉運動(忽略地球公轉的影響),靜止的水(或其它流體)嚴格點兒說,本身就有加速度(這種加速度稱為科氏加速度),當旋渦產生時,水失重下降,本身的自重使它產生了一定的重力加速度,這個加速度與它隨地球自轉時存在的加速度疊加,合成了一個新的加速度方向,並且在較小的半徑上產生了較快的運動速度,看上去就是比較快的向下的螺旋運動,這就是我們看到的旋渦現象。因為這個原因,在地球上任何同一個地方看,旋渦總是按照同樣的旋向產生,這就是一個符合物理規律的自然現象,不必覺得奇怪。

而為什麼漩渦消失,因為汙水進來後打破了漩渦加速度的方向,使其紊亂,自然不規律,使漩渦消失。

忘了說一點,從正上方觀察,水向右偏轉形成的旋渦是逆時針的.比較容易想,水一邊向下流,一邊往右偏,形成的是逆時針旋渦(當然是指北半球).說左漩右漩不夠明顯,容易誤解,轉著圈呢,哪是左哪是右呢. 美國麻省理工學院機械工程系的系主任謝皮羅教授,卻敏銳地注意到:每次放掉洗澡水時,水的漩渦總是朝逆時針方向旋轉的。這是為什麼呢?謝皮羅緊緊抓住這個問號不放,進行了反覆的實驗和研究。1962年他發表了論文,認為這種漩渦與地球的自轉有關,如果地球停止旋轉就不會產生這種漩渦,由於地球不停地自西向東旋轉,而美國處於北半球,便使洗澡水朝逆時針方向旋轉,北半路的颱風也是朝逆時針方向旋轉,其道理與洗澡水的漩渦是一樣的。他還斷言,如果在南半球,洗澡水的漩渦將向順時針方向旋轉,在赤道,則不會形成漩渦。他的這種見解,引起各國科學家的極大興趣,他們紛紛在各地進行實驗,結果證明謝皮羅的結論完全正確。 最簡單的漩渦模型,一個圓筒形容器,裝有一定量的水,圓筒旋轉的話就會帶著水一起旋轉,形成一個凹面(中間低,兩邊高),就是漩渦。

這個凹面的形狀是由水的旋轉速度和地球重力決定的在這個凹面上的每一個點,要滿足重力與離心力的合力剛好與該點的切線垂直,就好像沒有旋轉時水面保持水平,就是重力與水平面垂直。

就是距離旋轉軸距離為x處離心加速度為ω^2*x,與重力加速度的合加速度要與水平面垂直的話就是tanθ=(ω^2*x)/g = f '(x)(導數)。

令x=0時f(x)=0,解這個方程得出f(x)=(ω^2/g)*(1/2)*(x^2)。

由此可見漩渦的形狀是由重力和旋轉速度決定的,是一個拋物面。

漩渦是怎麼形成的 漩渦的成因是什麼

物體由於慣性保持線速度不變,流入速度方向指向中心,物體從南向北運動,相對運動方向來說就是向右,這就形成了逆時針的漩渦,物體會相對地面有保持原來速度的運動方向的趨勢,由於慣性。所以在北半球物體運動時統一受到向右的地轉偏向力。從北向南運動時。同理在南半球形成順時針漩渦,流入速度方向偏右,地球自轉線速度變大。同理,於是就向西偏向,這就叫地轉偏向力,假如沒有地轉偏向力的話,物體在南半球運動時統一受到向左的地轉偏向力。在北半球。在北半球,那麼水流將會沿著從中心出發的放射狀線條流入,水流呈垂直下降而不形成漩渦,所以流入的水流速度方向指向中心偏右位置,地球自轉線速度變小(赤道處線速度最大),用漏斗注水實驗時,於是就向東偏向。海洋漩渦現在再來看這個水流產生的漩渦,相對運動方向也是向右。例如在著名的赤道之國厄瓜多的赤道線上漩渦物體在地球表面垂直於地球緯線運動時,由於地球自轉線速度隨緯度變化而變化

漩渦是怎樣形成的 40分

漩渦

物體在地球表面垂直於地球緯線運動時,由於地球自轉線速度隨緯度變化而變化,由於慣性,物體會相對地面有保持原來速度的運動方向的趨勢,這就叫地轉偏向力。在北半球,物體從南向北運動,地球自轉線速度變小(赤道處線速度最大),物體由於慣性保持線速度不變,於是就向東偏向,相對運動方向來說就是向右。從北向南運動時,地球自轉線速度變大,於是就向西偏向,相對運動方向也是向右。所以在北半球物體運動時統一受到向右的地轉偏向力。同理,物體在南半球運動時統一受到向左的地轉偏向力。

海洋漩渦

現在再來看這個水流產生的漩渦,假如沒有地轉偏向力的話,那麼水流將會沿著從中心出發的放射狀線條流入,流入速度方向指向中心。例如在著名的赤道之國厄瓜多的赤道線上,用漏斗注水實驗時,水流呈垂直下降而不形成漩渦。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,這就形成了逆時針的漩渦。同理在南半球形成順時針漩渦。

漩渦產生吸力的原因物理知識

漩渦周邊的空氣是沿著斜面上升,類似擰螺絲,致使空氣上升非常省力,這樣很容易加快空氣流動的速度,而速度越快中間壓強越小,所以旋風風速會隨著時間和高度越來越快,吸力越來越大。

漩渦的產生原理

先想想水流漩渦是怎麼來的。大部分的資料,甚至是物理老師都告訴我們水流漩渦是因為科氏力。因此北半球的漩渦是順時針旋轉,南半球是逆時針。科氏力確實造成了地球上風向的改變,但科氏力會影響水流漩渦嗎?如果科氏力會影響水流漩渦,那我們平常打籃球、打撞球時應該也會受科氏力影響,可是好像沒有吧!事實上,水流漩渦只是因為水缸的不平穩或是水中原本就有的擾動造成的。若水一開始有一點點順時針旋轉,當水逐漸漏掉,由於角動量守恆,角速度勢必就會增加,我們也就會看到水流漩渦了。假設水缸底部完全水平,水中也完全沒有擾動,那麼不論是在何處,水都會直接向下流,沒有漩渦。所以說,並沒有所謂北半球順時針流下,南半球是逆時針。這只不過是有人用科氏力解釋的產物。不相信的話可以自己找不同的水缸做做實驗看看。如果水流漩渦與科氏力有關係的話,那在赤道線上水流漩渦也就沒有特定的方向了。

為什麼一些河流湖泊會形成漩渦

流體流速差以及流體粘稠度(一般用雷諾數來表示)是形成漩渦兩個條件! 用大白話解釋就是:地球是自西向東轉動的,地球上的物體都是做勻速圓周運動,在同一緯度上的物體速度相同,緯度越大,即越往兩極靠近速度越小。從速度小的地方往速度大的地方運動的話就會產生速度的變化,因此會產生一種力的作用使物體加速。反之從速度大的到小的也會產生這樣的力。

想象下,當你從汽車上跳下來的時候,地面的速度看成零,是不是受到地面的摩擦力使你停下,這種神奇的力量就相當於這種摩擦力。

以北半球為例,越往北速度越小,所以往北運動由大速度到小速度,有一種向西的力使你速度變小,反之往南運動,有一種向東的力使你速度變大,不難發現這種力都是向左的吧,所以不管向什麼方向運動都會受到向左的力吧,因此產生左旋。說明一下,垂直於緯線運動受到的力最大,平行受飢的力為零,其它方向介於中間。地球兩極沒有偏向力,過赤道時力的方向會相反。經過計算分析,從赤道到兩極各緯度線速度的大小呈接近餘弦函式分佈,速度變化率先變大,到45度左右最大,再變小,因此處於緯度為45度左右的地方地球偏向力最大.

地球是自西向東旋轉,那麼赤道附近旋轉最快,往北或往南速度都會減慢,你仔細觀察水池裡的旋渦回發現他是逆時針旋轉的,因為偏南的水受到的力大於偏北的。

在赤道附近,水池裡的水是沒有旋渦的,在南半球,水池裡的旋渦是順時針旋轉的。

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