Почему вода воронка по часовой стрелке

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

Почему водоворот крутится по часовой стрелке

Этот эффект связан с силой Кориолиса, которая вызвана вращением Земли вокруг своей оси, причем вектор силы изменяется с широтой. Принято считать, что в северном полушарии вода закручивается по часовой стрелке, в южном — против, на экваторе — сливается без вихрей, а на полюсах совсем не течет. Сила Кориолиса является силой инерции. Эта сила действует на тело только тогда, когда неинерциальная система отсчета вращается, а тело движется относительно нее.

Вопреки расхожему мнению, неверно, что сила Кориолиса полностью определяет направление закручивания воды — например, при сливе в раковине. Хотя в разных полушариях она действительно стремится закручивать водяную воронку в разных направлениях, при сливе возникают и побочные потоки, зависящие от формы раковины и конфигурации канализационной системы. По абсолютной величине создаваемые этими потоками силы превосходят силу Кориолиса, поэтому направление вращения воронки как в северном, так и в южном полушарии может быть как по часовой стрелке, так и против нее.

На реках нередко встречаются вертикальные вихри в воде – водовороты. У правого берега вихри имеют вращение по часовой стрелке, у левого – против. Вихри с нисходящим движением воды вдоль оси и воронкой на свободной поверхности известны под названием омутов, вихри с восходящим движением воды называются суводями. Их направление никак не зависит от полушария, в котором находится река.

Водоворот — круговое движение в поверхностном слое воды, развивающееся на отдельных участках водоёмов или русловых потоков в результате слияния двух течений, при обтекании течением выступов берега, при резком расширении русла.

Морские В. вызываются столкновениями приливных и отливных волн и встречных течений. Движение воды в В. может достигать больших скоростей. Горизонтальные размеры меняются от нескольких см до нескольких км (в открытом океане) . Существуют постоянные, сезонные и эпизодические В.

Водоворот на реке — один из видов т. н. неправильного течения. Водоворот — постоянное вращение воды со скоростью, равной скорости основного потока. Водовороты способствуют созданию глубоких ям и являются типичными для горных рек.

Суводью называется вращательное движение воды (водоворот) за подводным или надводным выступом в яру или рынком гор. У левого берега вода в суводи вращается против часовой стрелки, у правого — наоборот.

В таком водовороте-суводи две водные струи часто сильно различаются по скорости или направлению течения (см. рис. ) . Вдоль вертикальной поверхности Р, направленной по течению и разделяющей эти струи, появляются завихрения (воронки) , в центре которых вращающаяся вода силой направляется ко дну реки. Частицы воды, спускающиеся в глубину, задерживаются речным дном. Отсюда они могут двигаться только в направлении наименьшего сопротивления, т. е. в сторону струи с меньшей скоростью. Вследствие этого водовороты размывают речное дно и могут вырыть в нем ямы глубиной 20 м и более.

Суводи образуются также у различных гидротехнических сооружений: устоев мостов, плотин, дамб и т. д. Особенно много больших суводей с сильным вращательным движением воды бывает во время половодья.

Источник

Круговорот воды на Экваторе. Занимательный африканский эксперимент

Многие ни раз, наверняка, слышали утверждение о том, что вода в разных полушариях при сливе закручивается в разные стороны — в северном по часовой стрелке, в южном против часовой. Вокруг данного утверждения всегда разгорается много споров.

Очень любопытный эксперимент проводится на экваторе, где можно за считанные секунды побывать как в южном, так и в северном полушарии и даже постоять на самом экваторе или в двух полушариях одновременно. Поэтому где же проверить каким образом ведет себя вода в разных полушариях, как не в этом месте! Что я и сделал во время одной из последних поездок по Африке.

Сначала я попросил мне все показать, а после этого заснял этот процесс на видео. Так что если сомневаетесь — смотрите и ищите, где подвох. Если он есть, конечно:-)

Чаши были мною лично исследованы еще в первой поездке по Африке и ничего необычного я в них не заметил. Кроме того, это не вошло в видео, но добавлю, что чаши, в которые наливается вода, можно поменять местами — из южного полушария перенести в северное и обратно — эффект будет такой же — в северном вода будет закручиваться по часовой стрелке, в южном против, на экваторе стекает строго вниз, без всякого вращения.

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

Почему вода стекает по часовой стрелке. Тайна раскрыта

Когда мы умываемся или принимаем душ, вода в емкости (раковине или ванной) стекает в отверстие определенным образом. Если вы обратите внимание на этот процесс, то заметите, что вода стекает в трубу всегда по часовой стрелке . Это характерно для любого «стекания» жидкости. Если образовалось завихрение, то оно ориентировано по часовой стрелке.

В старых добрых Секретных материалах агент Малдер определял наличие аномальной активности, наблюдая за стеканием воды. Он открывал воду в ванной и смотрел, в какую сторону закручивается воронка на стоке. В некоторых случаях наблюдалось стекание воды против часовой стрелки. Агент сразу же делал вывод, что находится в аномальной зоне.

С одной стороны это могло действительно характеризовать пространство как нестандартную аномальную зону. С другой — можно организовать подобную схему и без аномальной зоны. Правда процесс будет уже принудительным.

В физике явление природы, которое мы наблюдаем при стоке воды называется вихревое движение .

Все процессы, связанные с подобной физической моделью, будут содержать данный вид движения. Скажем, если вода в реке стекает в пространство под дном, то там тоже будет воронка, вращающаяся по часовой стрелке.

Появление вращения воды по часовой стрелке и формирование вихревой воронки связано с силой Кориолиса . Именно эта сила закручивает вихри в рассматриваемых системах на Земле и формирует циклоны. Она появляется в результате вращения нашей планеты и является одной из инерциальных сил .

Если тело движется по поверхности земли, то в северном полушарии оно все время отклоняется вправо, а в южном — влево.

Получается, что если объяснить этот процесс простым языком, то мы имеем дело с волчком, на который наливаем воду. Вращение волчка передаётся и воде, а она в свою очередь стекает вихрем в соответствии с направлением движения волчка.

Может возникнуть вопрос, почему же тогда вода не закручивается вихрем если она просто налита в воду или стакан. Этот вопрос справедливый, поскольку по ощущениям такое действительно должно произойти. Но инертность рассматриваемой системы (в данном случае — стакана воды) не позволяет ей раскрутиться и сформировать вихрь. Это был бы совсем иной физической процесс, нежели мы разбираем. У нас имеется движущаяся система. Вода стекает в сток и перемещается.

По определению, сила Кориолиса действует на тело только тогда, когда неинерциальная система отсчета вращается, а тело движется относительно нее.

Значит, когда мы рассматриваем неподвижную воду в стакане сила Кориолиса не оказывает никакого воздействия. Она влияет только на движущиеся предметы и проявляет себя только в эти моменты. Такова её физическая сущность. Кстати говоря, на данное явление стоит обращать внимание при построении систем навигации. Ведь корабль, который плывёт по морю прямо, даже в отсутствии внешних воздействий сместится относительно первоначального курса в результате влияние силы Кориолиса.

Сила Кориолиса оказывает на вихрь не столь сильное влияние. Так, если раскрутить воду в ванной при стекании в обратную сторону, скажем сформировать вихрь рукой, то вода будет стекать уже против часовой стрелки. Происходить это будет до тех пор, пока сила искусственного закручивания не окажется пересиленной процессом закручивания Кориолиса.

Но изменить направление закручивания вихря при стекании можно не только приложив физическую силу. Поскольку вектор силы Кориолиса меняется вместе с широтой, то в южном полушарии вода будет закручиваться против часовой стрелки без всяких аномальных зон . На экваторе и полюсах никакого закручивания не происходит вовсе! Именно поэтому вода может стекать, закручиваясь как по часовой, так и против часовой стрелки.

Источник