Вода движется по кругу

Вращение воды и Сила Кориолиса

Сегодня поговорим, откуда возникает вращение воды, а также о силе Кориолиса. В общем, название нашей темы такое: вращение воды и сила Кориолиса. Да да, я понимаю, что тема звучит немного непонятно, но поверьте, она очень интересная. Каждый из нас замечал, что при сливе какой-либо жидкости в сливное отверстие возникает вращение.

Это очень необычное явление, не правда ли? Вообще над этим вопросом очень много споров. Кто-то считает, что на жидкость (на воду) действует сила Кориолиса (французский физик), другие говорят, что этой силой является магнитное поле Земли (южный и северный полюс); температура, которая влияет на вращение; своеобразная форма ванны; разнообразные царапины или шероховатости. И таких предположений очень много.

Кстати, можно провести эксперимент в домашних условиях. Для этого вам сгодится обычная раковина (ванна) или даже унитаз и, конечно же, вода. Сначала необходимо закрыть плотно сливное отверстие (унитаз — исключение), например, пробкой. Затем налить воду примерно на середину объёма раковины (ванны). Подождать минут 5-10, что бы вода полностью успокоилась и заодно уменьшить воздействие колебаний, вихрей, возникших при наливании воды. И при удалении пробки, вода постепенно начнёт закручиваться в определённую сторону.

В Северном полушарии Земли — вода крутится против часовой стрелки, а в Южном полушарии — течет по часовой. Но если Вы закрутите воронку в противоположную сторону, то в большинстве случаев она продолжит вращаться в этом направлении. Это происходит, потому что объём раковины слишком мал и поэтому сила Кориолиса в этом случае очень незначительна. Также стоит сказать, что в домашних условиях немаловажную роль играет форма раковины и конструкция сливного отверстия.

Влияние силы Кориолиса

Для того чтобы увидеть влияние силы Кориолиса, нужно строго симметричная ванна, в которой сливное отверстие расположено точно в центре и открывается так, что при этом не создается начального закручивания воды. Вода в ванне должна постоять день-другой, а над водой не должно быть воздушных потоков и температуру в помещении необходимо поддерживать постоянной. И только при соблюдении всех мер вышеперечисленных можно будет наблюдать истинное вращение воды (как льется вода по часовой стрелке или нет) которое в свою очередь будет зависеть от Кориолисовой силы. Согласитесь, что всё это будет сложновато устроить.

Но увидеть действие этой силы можно и в природных явлениях. В Северном полушарии сила Кориолиса направлена вправо от движения, поэтому правые берега рек в этом полушарии более крутые — их подмывает вода под действием силы. В Южном полушарии всё происходит наоборот.

Если рельсы были бы идеальными, то при движении железнодорожных составов с севера на юг и с юга на север, под воздействием силы Кориолиса один рельс изнашивался бы сильнее, чем второй. В северном полушарии больше изнашивается правый, а в южном левый. Таких примеров можно привести множество.

Что ещё вращается и в какую сторону

• Раковина улитки раскручивается от центра по часовой стрелке;
• Смерчи, ураганы (ветры с центром в области циклона) дуют в Северном полушарии против часовой стрелки и подчиняются центростремительной силе, а ветры с центром в области антициклона дуют по часовой стрелке и имеют центробежную силу. В Южном полушарии — наоборот;
• Интересный опыт наблюдали путешественники, пересекая экватор. Если в воронку, наполненную водой, кинуть спичку или веточку, то в Южном полушарии она крутится по часовой стрелке, в Северном — против, а на экваторе вообще не крутится;
• Лопасти у вертолётов в разных странах крутятся в разные стороны. В одних странах вертолёты делают с винтом, вращающимся по часовой стрелке, а в других — против. Если смотреть на вертолёт сверху, то: в Америке, Германии и Италии винт крутится против часовой стрелки, а в России и Франции — по часовой стрелке;
• У одной кошки при виде воробьёв (это её любимые птицы) хвост вертится по часовой стрелке, а если это не воробьи, а другие птицы, то он вертится против часовой стрелки;
• Собака пред тем, как сходить по делам, обязательно покрутится против часовой стрелки;
• Винтовые лестницы в замках закручивались по часовой стрелке (если смотреть снизу, а если сверху — то против часовой). Это сделано специально для того, чтобы при подъёме нападающим было неудобно атаковать;
• Молекула ДНК закручена в правостороннюю двойную спираль;
• Спирали электрических лампочек, изготовляемых в России, закручены влево. А спирали зарубежных лампочек — вправо.

Думаю, теперь Вы знаете о действии силы Кориолиса, а также разобрались с вращением воды в природе.

Источник

Водяная воронка в Северном и Южном полушариях Земли закручивается в разные стороны

Утверждение о том, что водяная воронка в раковине закручи­вается в разные стороны в Северном и Южном полушариях Зем­ли, весьма распространено и считается истиной, не требующей проверки. Это не совсем так, хотя доля истины здесь есть, а чтобы понять, в чем состоит главная ошибка, необходимо разобраться в образовании циклонов и океанических течений.

Откуда пошло утверждение, вынесенное в заголовок? Почему люди искренне уверены в том, что это так? Все дело в так назы­ваемых силах Кориолиса, описанных в 1833 году французским математиком Густавом Кориолисом. Именно под действием этих сил вода (а также и воздух) должны приобретать вращательное движение, то есть закручиваться в воронки.

Уяснить себе механизм возникновения сил Кориолиса не так сложно, при этом нет необходимости прибегать к закону инер­ции, определениям неинерциальной системы отсчета и другим физическим явлениям. Достаточно знать, что любое тело стре­мится двигаться прямолинейно, а отклонение тела от прямо­линейного пути свидетельствует о том, что оно испытывает воз­действие какого-то другого тела или силы. Так и тела, находящиеся на вращающемся объекте (например, на нашей Земле), движутся прямолинейно, но это прямолинейное движение заметно только наблюдателю, находящемуся вне вращающегося объекта.

А для наблюдателя, находящегося непосредственно на вра­щающемся объекте (например, для нас, землян), картина вы­глядит совершенно иначе. Ему кажется, что тело движется вовсе не прямолинейно, а по дуге, причем это движение направлено в противоположную сторону вращения объекта. Проще говоря, вращающийся объект как бы ускользает из-под движущегося по нему тела.

Итак, силы Кориолиса заставляют различные тела двигаться по поверхности Земли криволинейно. И именно этими силами обусловлено возникновение циклонов и антициклонов — воздушные потоки закручиваются, вследствие чего образуются огромные, многосоткилометровые вихри, играющие едва ли не определяющую роль в образовании погоды. Также силы Ко­риолиса приводят к тому, что в Северном полушарии реки под­мывают правые берега, а в Южном — левые. В этом случае вода в реках стремится двигаться прямолинейно, но этому мешают берега, принимая на себя дополнительное усилие, развиваемое водяным потоком вследствие действия силы Кориолиса.

Из вышеописанных фактов и законов вытекает, что и водяная воронка в раковине будет закручиваться по-разному в Южном и Северном полушариях. Теоретически — да, практически это сложнейшая задача. Все дело в том, что в этом случае слишком малы массы воды, участвующей в движении, — силы Кориолиса на Земле довольно слабы и оказывают заметное действие только на массивные объекты либо тела, испытывающие очень малое сопротивление среды.

В обычных раковинах направление закручивания водяной во­ронки очень слабо зависит от сил Кориолиса — здесь на первый план выходят случайные воздействия на воду, форма раковины, диаметр трубы и т. д. А для того чтобы убедиться в том, что в Северном полушарии воронка закручивается по часовой стрел­ке, а в Южном — против, необходимы создание идеальных усло­вий и соблюдение крайней осторожности. В обычных же усло­виях силы Кориолиса в раковине почти не проявляются.

Какой цвет следует носить в жару ?

Экологическое сознание

Почему марафонцы бегут 42 километра и 195 метров ?

Утверждение о том, что водяная воронка в раковине закручивается в разные стороны в Северном и Южном полушариях Земли, весьма распространено и считается истиной, не требующей проверки. Это ложь . Ученые не разобрались с физикой этого процесса . Сила Кориолиса в этом явлении практически ничего не решает , хотя сила Кориолиса может определить направление вращения воронки при запуске вращения лишь в случае отсутствия других факторов , влияющих на направление вращения . Но так , как Земля вращается слишком медленно , один оборот за 24 часа , сила Кориолиса слишком мала , чтобы превзойти другие факторы , определяющие направление вращения водяной воронки . К тому же на величину силы Кореолиса влияет географическая широта . На поверхности Земли сила Кориолиса ослабевает по мере удаления от полюса к экватору в закономерности Fз = Fп Cos?ш Где Fз – Сила Кориолиса на поверхности Земли , Fп — сила Кориолиса на плоском вращающемся диске . Cos?ш – косинус угла географической широты . Это значит , что сила Кориолиса в тропических широтах близка к 0 , и практически отсутствует .

Источник

Почему вода в раковине может закручиваться то туда, то сюда?

Такое естественное явление, как закручивание воды при стоке, стало предметом пристального внимания со стороны ученых и активных споров. Замечено, что направление этого «водоворота» каждый раз меняется. От чего оно зависит и влиянию каких сил подвержено?

Что такое сила Кориолиса?

Сила Кориолиса является инерционной, а еще ее называют «фиктивной». Названа она в честь французского ученого Гаспара де Кориолиса, который первым описал ее в своей статье, датируемой 1835 г. Об этой силе говорят, когда рассматривают движение какого-либо объекта относительно вращающейся системы отсчета.

Самый яркий пример эффекта Кориолиса связан с суточным вращением нашей планеты. Земля вращается вокруг своей оси (и вокруг Солнца) в направлении с запада на восток. Для нас эти процессы остаются незамеченными, однако они действуют в более крупных масштабах.

Циклон Флоренс

Чтобы понять действие силы Кориолиса, представим футболиста, стоящего на Северном полюсе, и ворота на экваторе, в которые ему нужно забить мяч. В процессе полета мяча Земля успеет сместиться влево вместе с воротами. К слову, если бы футболист бил по мячу с Южного полюса, то ворота сместились бы наоборот – вправо.

Эффект Кориолиса равен нулю в районе экватора и усиливается возле полюсов. Ярче всего его можно увидеть на больших промежутках времени и расстояниях. Именно от силы Кориолиса зависит движение вихрей циклонов. Изначально они направляются из зоны низкого давления в зону высокого прямолинейно, однако вращение Земли заставляет их закручиваться по спирали: в Северном полушарии – против часовой стрелки, в Южном – по часовой.

От чего зависит направление воды при стоке?

Существует мнение, что именно действие силы Кориолиса определяет направление стока воды в раковине, и оно лишь отчасти верное. Дело в том, что данное правило будет работать только в идеальных условиях. Они могут быть созданы лишь в рамках эксперимента.

Требуется раковина идеально ровной сферической формы, достаточная удаленность от экватора и отсутствие факторов, способных нарушить чистоту эксперимента. При соблюдении всех условий в Северном полушарии вода будет закручиваться всегда влево, а в Южном – вправо.

Для силы Кориолиса водоворот в раковине – незначительное явление

При обычных обстоятельствах эффект Кориолиса теряет свою значимость, так как водоворот воды в раковине или в ванне – это явление слишком малого масштаба по сравнению с нашей планетой и ее вращением. Поэтому, независимо от полушария, направление водоворота будет зависеть только от ряда факторов.

К ним относятся особенности канализационной системы, водопровода, форма и индивидуальные геометрические свойства раковины, наличие шероховатостей на ее поверхности и т.п. Струя воды может меняться незаметно для глаз даже при малейшем изменении направления трубы излива («гусака») или при наличии засора в сетке.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

По-разному ли закручивается вода при стоке в разных полушариях

Существует мнение, что направление вращения потока жидкости при стоке зависит от полушария, в котором проводится эксперимент. Согласно этой гипотезе, во всем виновата сила Кориолиса, которая воздействует на жидкость из-за вращения Земли вокруг собственной оси.

Однако сила Кориолиса очень слаба — ее действие, как правило, наблюдается только на очень больших масштабах. Действием этой силы, например, можно объяснить образование атмосферных вихрей и формирование течений, таких как Гольфстрим. Сток воды в отверстие раковины — слишком маленькое явление, чтобы при его рассмотрении можно было заметить действие силы Кориолиса.

Чем же тогда можно объяснить тот факт, что вода при стоке может закручиваться по-разному? Если рассмотреть этот процесс с точки зрения гидродинамики, то окажется, что на направление закручивания воды влияет множество различных факторов — от скорости движения жидкости до геометрии потоков внутри нее. Также некоторые исследователи пришли к выводу, что на направление вращения влияет температура воды.

Чтобы показать это, ученые даже проводили серьезные эксперименты в контролируемых условиях в различных полушариях. Оказалось, что направление закручивания воды при стоке точно совпадает с теоретически предсказанным. Более того, в обоих полушариях вода может закручиваться как против, так и по часовой стрелке.

Источник