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力學 標題:科氏力2:臉盆洩水時的水流方向
1:李偉榮譽點數3點張貼:2001-12-02 22:01:00:
Q:
洗臉盆裝滿水之後,拉除落水口的橡皮塞,此時臉盆內落水時的水流方向是成順時針或逆時針運動?其原理為何?


A:
若假設臉盆為水平放置,且盆底完全水平、外型對稱,則出題者的意思大概是要考你:由於地球本身的轉動,會造成水流受到所謂『科氏力,或柯氏力 Coriolis force』的影響而轉動的現象。

這種轉動在北半球會是逆時針(颱風的轉向現象亦同--因為相同的原因);可是若在南半球則會是順時針方向。

前述題目的敘述似乎並不完整,並未提及臉盆的形狀。因為若是臉盆形狀特殊、不對稱或傾斜,則可能會導致不同結果。對於臉盆而言,『科氏力』的影響往往小於真正容器外型所造成的影響;除非是較大的水池。否則若真找到一些不同的臉盆來做實驗,實際測試看看的話,結果會發現,水流旋轉的方向並『不一定』。

  照片:水槽的水流方向有順有逆,受容器形狀、及排水孔的方向所影響。(待補充)

當我們將洗手台的塞子拿掉時,水除了向下洩漏外,尚有漩渦狀的水流出現,有時是順時鐘方向、有時是逆時鐘方向旋轉。有人認為那是『科氏力』所致;但該力的發生,是必須在大尺度才有明顯的結果。

因此小範圍的水流旋轉方向,主要係受到環境因素的影響所致:如洗手台出水口的位置及方向、流經各界面時受到的拖曳黏滯力、因為容器形狀不對稱所受的不同阻力等初始狀態有關。


[ 這篇文章被編輯過: 李偉 在 2001-12-03 14:03 ]
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