浴缸中的水流出时为什么旋转速度会越来越快
2024-09-25 18:56:10
地球自转影响下,地球上各种想做直线运动的东西都会受到影响。这其中和速度方向垂直的部分叫地转偏向力,或者科里奥历力。要估算科里奥历力的影响很容易,随便找本讲力学的书都能找到这个公式:F’=-2mW*v’,其加速度大小就是|F’/m|=2Wv’。这W是地球自转的角频率,如果PI是圆周率、T是地球自转周期,那么W大约是W=2PI/T,结果大约是国际单位下万分之一;v’是水流在转动系内部的相对速度,也就是眼前能看到的水流速度。也就是说大约3分钟左右偏过1度。这个影响很小,所以如果浴缸之外的影响太大,比如用手搅动一下,或者有强劲的水龙头往里放水,那么旋涡方向应该是和外界的干扰一致的;但是另一方面这个影响是持之以恒的,外界干扰撤掉后,如果时间够长,那么旋转方向还是会变成逆时针。所以关键得看外界干扰如何,比如抽水马桶,水流一开始的速度和方向,受马桶内出水口的设计影响。浴缸放水时间比较长吧,那么最后旋涡的方向应该是和地球自转有关。
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