观察浴室池放水后产生的水旋涡方向
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/18 17:13:24
观察浴室池放水后产生的水旋涡方向
观察浴室池放水后产生的水旋涡方向
观察浴室池放水后产生的水旋涡方向
旋涡的方向
北半球的左漩涡
如果大家把澡盆放满水后拔去塞子,仔细观察一下,也许会因为见到的结果各不相同而议论纷纷.但是在北半球,一般较多的是向左旋的情况.实际上,在水流出来的时候确实有一股想使它向左旋转的倾向或影响力,总之,在北半球,所有的澡盆里都存在着具有这样作用的自然力.
1962年美国麻省理工学院机械工程系系主任谢皮罗教授对澡盆的水进行了当代有代表性的研究.他并不是利用普通浴室里的普通澡盆.他同样也不满足于利用普通的洗澡水.因为如果这样,种种不利的因素就会使实验结果失真,从而掩盖了自然界影响的存在.例如,如果塞子拔去之前澡盆里的水已略微有点旋转,恐怕就会坏事.另外,哪怕水是完全静止的,因为澡盆一端热一端冷,也会使水的受热不均匀.还有,从门缝下吹进来的风也可能在水面上造成极小的漩涡.
为了避免所有这一切不利因素,谢皮罗教授使用一个巨大的碟形容器.它直径长6英尺,但深仅6英寸,正中开有一个直径3/8英寸的小孔.他花了很大的努力,将容器灌满水.不消说,亦不让门缝下吹进来的风吹到水面.为了使水面不会部分地受热,还要防止光直接照射其上.
这中间特别重要的是,在实验开始前24小时就要把水放好.采取了这些预防措施之后,实验一开始,水就立刻一边逆时针方向旋转一边流出去了.谢皮罗教授的实验室地处美国马萨诸塞州的水城,也就是说在北半球.在南半球和赤道上的实验
两年后,英国皇家学会的特别会员A·M·比尼博士决定在剑桥大学的工科实验室里用一个直径5英尺,深3英寸的水槽试一下,看能否得到和谢皮罗教授相同的结果.但是,刚一着手就失败了.水平静下来还不够3个小时,情况就大告不妙.在排水管上安上特别的调节装置却带来了不良的后果.从城里水管送来的水有泡沫,放置24小时后仍然如此.而且从水槽上面的天花板缝隙里又有风吹进来,天寒地冻时,水会自然而然地旋转起来.比尼博士看到这些后就对这个最初的实验不再抱有希望了.
在进行第二次准备时,他照旧竭尽全力做到放水时不受任何外界影响.为了防止灰尘和门缝风的干扰,在水槽上面一直盖着两块聚乙烯的盖板.要了解水槽内的状况时,则通过这两块盖板间的缝隙进行观察.由于担心在实验室中有加热效应,所以一律不用电灯,而依靠从北窗射入的自然光.
为了让水保持稳定.比尼博士最低限度将其放置21小时,有时甚至长达三天.采取了这一系列措施之后,这个实验就大功告成了.我们又看见了和上面一模一样的情况,它完全证实了谢皮罗教授的实验.比尼博士进行了15次实验,每次水都是逆时针方向卷成漩涡的.
由于能够预测到研究的下一个阶段,科学家们无不欣喜若狂.此后不到一年,澳大利亚悉尼大学的实验报告便公诸于世.澳大利亚的科学家们参考了谢皮罗教授和比尼博士的经验,采用的圆型水槽直径6英尺,深9英寸,中心处开有排水用的小孔.他们用的不是金属容器,而是三合板制成的.这样可以防止在水槽的不同部位出现温差,尽量减少因此而形成漩涡的可能性.准备就绪之后,灌水一结束,五位科学家就用三合板把天花板上的换气孔堵住,再用薄塑料板盖住三合板.水槽用两块三合板盖好,只留观察用的窄缝.随后他们离开房间,搁置18小时让水稳定下来.再进来时,大家尽可能动作迅速,关上房门.那么他们看到些什么呢?水始终一边顺时针方向旋转,一边从排水孔流出去.也就是说,从上面看下来是向右旋转的.
在这些具有献身精神的科学家们做过实验之后,我们就可以很有把握地说,澡盆里的水在北半球是向左、在南半球是向右卷成漩涡流出去的.
在肯尼亚的一个小城镇纳纽基有一家朴素无华的旅馆,然而它的一个显著的特点则是澡盆的排水孔恰好在赤道上.做实验时,先将澡盆的水灌满,水面撒上一些五颜六色的碎纸片.拔去塞子后,这些纸片并没有朝着某个方向旋转,而是一直被吸进排水孔去了.