水流旋涡的中心为什么没有水最好有物理理论与数学表达式分析,能有图解更好.
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/15 10:39:12
水流旋涡的中心为什么没有水最好有物理理论与数学表达式分析,能有图解更好.
水流旋涡的中心为什么没有水
最好有物理理论与数学表达式分析,能有图解更好.
水流旋涡的中心为什么没有水最好有物理理论与数学表达式分析,能有图解更好.
关于水旋涡的实验研究
实验目的：了解旋涡的形成、旋转方向
实验器材：底部有孔350ml一次性杯子、保鲜膜、彩色塑料片一
实验步骤：1、将一彩色塑料片置于盛有水的杯子中,用保鲜膜封住杯口,按书方法旋转,使形成旋涡,观察塑料片的运动情况.
2、取底部小孔直径分别为0.2cm 、0.8cm、1.4cm的杯子,盛水,用保鲜膜封口,旋转,并观察其旋涡情况.
3、取底部小孔直径为0.8cm的杯子,一次盛水后用保鲜膜封口,旋转,另一次盛水后不用保鲜膜封口,旋转,观察两次形成的旋涡.
实验现象：
小孔直径（cm）
现象
结论
0.2
无旋涡.
当小孔直径为0.8cm时,旋涡最明显.
0.8
形成较明显的一顺时针旋转的旋涡,杯壁不内凹,且有大气泡产生由杯底向上.
1.4
开始无旋涡,杯壁内凹,水接近杯底时,由一气泡上冒,后形成旋涡,但不十分明显.
杯子封口情况
现象
有
形成较明显的一顺时针旋转的旋涡,杯壁不内凹,且有大气泡产生由杯底向上.
无
剧烈摇晃时水顺时针旋转,接近杯底时,产生旋涡,但不十分明显.
实验讨论：
发现旋涡现象与龙卷风现象相似,上网查得龙卷风形成资料如下：
龙卷风是云层中雷暴的产物.具体的说,龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式.龙卷风的形成可以分为四个阶段：
(1)大气的不稳定性产生强烈的上升气流,由于急流中的最大过境气流的影响,它被进一步加强.
（2）
由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用,上升气流在对流层的中部开始旋转,形成中尺度气旋.
（3）随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展,它本身变细并增强.同时,一个小面积的增强辅合,即初生的龙卷在气旋内部形成,产生气旋的同样过程,形成龙卷核心.
（4)龙卷核心中的旋转与气旋中的不同,它的强度足以使龙卷一直伸展到地面.当发展的涡旋到达地面高度时,地面气压急剧下降,地面风速急剧上升,形成龙卷.
由此,可以推测旋涡的形成.
由于杯底有孔所以水向下流,加上手地摇晃变形成了刚开始时的旋涡.当杯子密封时,随着水的流去,杯内空气体积增大,压强减小,于是杯外空气通过小孔以气泡的形式补充杯内空气,内外空气的交替扰动,形成了许多小的旋涡,这些小旋涡逐渐扩大,由于手的剧烈摇晃形成了大旋涡.因此,未被密封的杯子由于内外无压强差而旋涡不明显,杯子小孔的过大或过小都不利于内外空气的交换从而造成旋涡的不明显.