马桶抽水的漩涡是地转偏向力造成的吗?


【马桶抽水的漩涡是地转偏向力造成的吗?】地面旋转力对马桶排水的影响非常小 , 几乎没有可见的效果 。器具的形状严重影响了水流的方向 。

马桶抽水的漩涡是地转偏向力造成的吗?

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地方转向力是更普遍的“力”中的特例 , 这个“力”大名被称为科里奥利力 。这不是真正的力量 。物理学家们把它称为惯性力 。也就是说 , 是物体惯性产生的力 。在旋转的参照系中出现科里奥利力 。如果是在该参照系中运动的物体 , 则好像受到与运动方向垂直的力而偏离轨道 。
科里奥利力很喜欢寻找工作的物体 。其公式为Fic=-2mv 。这里 , m是物体的质量 , 是表示参照系的旋转速度和方向的矢量 , 是方向和数量的组合 。另一方面 , v是物体在该参照系中工作的速度矢量 。这个乘法也很讲究 。不是一般23那样的乘法 , 而是专门为向量设计的乘法 , 通常被称为叉乘 。Fic是该物体在该参考系统中受到的科里奥利力 。
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我们以为地球不会动 , 但地球其实一刻也不停地自转 。转得不快 , 24小时转了一圈 , 但它确实在转 。所以地球其实是旋转的非惯性系统 , 任何运动的物体都会在地球这个参考系统中受到科里奥利力的作用 。的的方向从南极指向北极 。因此 , 在北半球 , 该向量大致从地下指向天空 。于是 , 在所有平行地面上运动的物体受到这些运动方向右侧的科里奥利力的作用 , 向右偏转 。同样 , 在南半球 , 这个向量从天空指向地下 , 所以几乎所有的东西都是相反的 , 平行于地面运动的物体这次会受到左侧的科里奥利力 。
但是 , 稍微估算一下水流漩涡产生的原因是否是科里奥利力就知道了 。假设水流和刘翔一样快 , 也就是10米每秒的样子 , 而且速度与地面完全平行 。尽管如此 , 水流受到的科里奥利力造成的加速度至多不过0.001米/平方秒 。如果马桶直径为1米 , 水流从马桶的边缘笔直朝向中心 , 那么到达中心时科里奥利力引起的偏转不到半毫米 , 看起来像触摸一样的效果很小 。更何况 , 也没有我们平时看到的漩涡 。
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其实 , 排水口和马桶产生涡流的原因大部分是由他们自身结构的问题引起的 。有些厕所是专门为冲洗漩涡式的水而设计的 。这样 , 无论移动到地球上的哪个地方 , 都只会产生同方向的漩涡 。在一般的排水口中 , 在结构上有时喜欢某个方向的涡流 , 也经常出现两个旋转方向的涡流 。
简而言之 , 就是虽然存在旋转力 , 但大小不足以产生日常生活中可以看到的水的漩涡 。更大的影响是器具本身的不规则性 。
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