漩渦是如何形成的? ?

General 更新 2024-11-21

漩渦是如何形成的?

漩渦不考慮其他因素,在北半球是右漩的,在南半球則是左漩.原因是地球在自轉,導致北半球運動物體都有向右偏的傾向.你可以想象一個物體向北走,因為緯度高了,饒地軸轉動的線速度必須減小才能恰好走在南北走向上,可因為慣性,物體饒地軸轉動的線速度並不想減小,就有偏向右運動的趨勢,如果沒有阻隔,就偏右了.但實際上,這個影響因素並不十分強,漩渦的方向與形成漩渦的容器形狀,水流初始狀態等不少因素都有關係,做實驗的話,北半球左漩的情況也很多的,並不奇怪.

地球表面上看似靜止的物體,其實隨著地球自轉做著圍繞地心軸的勻速旋轉運動(忽略地球公轉的影響),靜止的水(或其它流體)嚴格點兒說,本身就有加速度(這種加速度稱為科氏加速度),當旋渦產生時,水失重下降,本身的自重使它產生了一定的重力加速度,這個加速度與它隨地球自轉時存在的加速度疊加,合成了一個新的加速度方向,並且在較小的半徑上產生了較快的運動速度,看上去就是比較快的向下的螺旋運動,這就是我們看到的旋渦現象。因為這個原因,在地球上任何同一個地方看,旋渦總是按照同樣的旋向產生,這就是一個符合物理規律的自然現象,不必覺得奇怪。

而為什麼漩渦消失,因為汙水進來後打破了漩渦加速度的方向,使其紊亂,自然不規律,使漩渦消失。

忘了說一點,從正上方觀察,水向右偏轉形成的旋渦是逆時針的.比較容易想,水一邊向下流,一邊往右偏,形成的是逆時針旋渦(當然是指北半球).說左漩右漩不夠明顯,容易誤解,轉著圈呢,哪是左哪是右呢. 美國麻省理工學院機械工程系的系主任謝皮羅教授,卻敏銳地注意到:每次放掉洗澡水時,水的漩渦總是朝逆時針方向旋轉的。這是為什麼呢?謝皮羅緊緊抓住這個問號不放,進行了反覆的實驗和研究。1962年他發表了論文,認為這種漩渦與地球的自轉有關,如果地球停止旋轉就不會產生這種漩渦,由於地球不停地自西向東旋轉,而美國處於北半球,便使洗澡水朝逆時針方向旋轉,北半路的颱風也是朝逆時針方向旋轉,其道理與洗澡水的漩渦是一樣的。他還斷言,如果在南半球,洗澡水的漩渦將向順時針方向旋轉,在赤道,則不會形成漩渦。他的這種見解,引起各國科學家的極大興趣,他們紛紛在各地進行實驗,結果證明謝皮羅的結論完全正確。 最簡單的漩渦模型,一個圓筒形容器,裝有一定量的水,圓筒旋轉的話就會帶著水一起旋轉,形成一個凹面(中間低,兩邊高),就是漩渦。

這個凹面的形狀是由水的旋轉速度和地球重力決定的在這個凹面上的每一個點,要滿足重力與離心力的合力剛好與該點的切線垂直,就好像沒有旋轉時水面保持水平,就是重力與水平面垂直。

就是距離旋轉軸距離為x處離心加速度為ω^2*x,與重力加速度的合加速度要與水平面垂直的話就是tanθ=(ω^2*x)/g = f '(x)(導數)。

令x=0時f(x)=0,解這個方程得出f(x)=(ω^2/g)*(1/2)*(x^2)。

由此可見漩渦的形狀是由重力和旋轉速度決定的,是一個拋物面。

漩渦產生吸力的原因物理知識

漩渦周邊的空氣是沿著斜面上升,類似擰螺絲,致使空氣上升非常省力,這樣很容易加快空氣流動的速度,而速度越快中間壓強越小,所以旋風風速會隨著時間和高度越來越快,吸力越來越大。

漩渦的漩渦產生

由於地轉偏向力 ,物體在地球表面垂直於地球緯線運動時,由於地球自轉線速度隨緯度變化而變化,由於慣性,物體會相對地面有保持原來速度的運動方向的趨勢,這就叫地轉偏向力。在北半球,物體從南向北運動,地球自轉線速度變小(赤道處線速度最大),物體由於慣性保持線速度不變,於是就向東偏向,相對運動方向來說就是向右。從北向南運動時,地球自轉線速度變大,於是就向西偏向,相對運動方向也是向右。所以在北半球物體運動時統一受到向右的地轉偏向力。同理,物體在南半球運動時統一受到向左的地轉偏向力。現在再來看這個水流產生的漩渦,假如沒有地轉偏向力的話,那麼水流將會沿著從中心出發的放射狀線條流入,流入速度方向指向中心。例如在著名的赤道之國厄瓜多的赤道線上,用漏斗注水實驗時,水流呈垂直下降而不形成漩渦。在北半球,流入速度方向偏右,所以流入的水流速度方向指向中心偏右位置,這就形成了逆時針的漩渦。同理在南半球形成順時針漩渦。漩渦無處不在,可以說有差異的地方就有形成漩渦的可能。漩渦是兩股或兩股以上方向、流速、溫度等存在差異的能量(如氣流、水流、電流、磁流、泥石流等)相互接觸時互相吸引而纏繞在一起形成的螺旋狀合流。合流在漩渦平面軸線方向形成一進一出的出入口。在入口處,合流被吸入;在出口處,合流被噴出。入口處相當於所謂的黑洞;出口處相當於所謂的“宇宙大爆炸”。在形成漩渦的兩股或兩股以上能量中,速度快、溫度高的一支能量為正,反之,流速慢、溫度低的一支能量為負;這其實就是所謂的陰陽魚。在漩渦中,從漩渦外部看,入口為負,出口為正;從漩渦內部看,入口為正,出口為負。這就是為什麼陰陽魚還有一對陰陽眼的原因。這就好比磁鐵(電池)的內外磁路(電路)的磁極(電極)一樣,在外磁路(電路),磁感線(電流)由北極(正極)流向南極(負極);而在內磁路(電路),磁感線(電流)由南極(負極)流向北極(正極)。

漩渦是怎樣形成的 40分

漩渦

物體在地球表面垂直於地球緯線運動時,由於地球自轉線速度隨緯度變化而變化,由於慣性,物體會相對地面有保持原來速度的運動方向的趨勢,這就叫地轉偏向力。在北半球,物體從南向北運動,地球自轉線速度變小(赤道處線速度最大),物體由於慣性保持線速度不變,於是就向東偏向,相對運動方向來說就是向右。從北向南運動時,地球自轉線速度變大,於是就向西偏向,相對運動方向也是向右。所以在北半球物體運動時統一受到向右的地轉偏向力。同理,物體在南半球運動時統一受到向左的地轉偏向力。

海洋漩渦

現在再來看這個水流產生的漩渦,假如沒有地轉偏向力的話,那麼水流將會沿著從中心出發的放射狀線條流入,流入速度方向指向中心。例如在著名的赤道之國厄瓜多的赤道線上,用漏斗注水實驗時,水流呈垂直下降而不形成漩渦。在北半球,流入速度方向偏右,所以流入的水流速度方向指向中心偏右位置,這就形成了逆時針的漩渦。同理在南半球形成順時針漩渦。

漩渦的產生原理

先想想水流漩渦是怎麼來的。大部分的資料,甚至是物理老師都告訴我們水流漩渦是因為科氏力。因此北半球的漩渦是順時針旋轉,南半球是逆時針。科氏力確實造成了地球上風向的改變,但科氏力會影響水流漩渦嗎?如果科氏力會影響水流漩渦,那我們平常打籃球、打撞球時應該也會受科氏力影響,可是好像沒有吧!事實上,水流漩渦只是因為水缸的不平穩或是水中原本就有的擾動造成的。若水一開始有一點點順時針旋轉,當水逐漸漏掉,由於角動量守恆,角速度勢必就會增加,我們也就會看到水流漩渦了。假設水缸底部完全水平,水中也完全沒有擾動,那麼不論是在何處,水都會直接向下流,沒有漩渦。所以說,並沒有所謂北半球順時針流下,南半球是逆時針。這只不過是有人用科氏力解釋的產物。不相信的話可以自己找不同的水缸做做實驗看看。如果水流漩渦與科氏力有關係的話,那在赤道線上水流漩渦也就沒有特定的方向了。

極地漩渦形成的原因是什麼

全球環境問題  全球環境問題,也稱國際環境問題或者地球環境問題,是指超權主義國家的國界和管轄範圍的、區域性和全球性的環境汙染和生態破壞問題。進入80年代以來,隨著經濟的發展,具有全球性影響的環境問題日益突出。不僅發生了區域性的環境汙染和大規模的生態破壞,而且出現了溫室效應、臭氧層破壞、全球氣候變化、酸雨、物種滅絕、土地沙漠化、森林銳減、越境汙染、海洋汙染、野生物種減少、熱帶雨林減少、土壤侵蝕等大範圍的和全球性環境危機,嚴重威脅著全人類的生存和發展。國際社會在經濟、政治、科技、貿易等方面形成了廣泛的合作關係,並建立起了一個龐大的國際環境條約體系,聯合治理環境問題。我國的生物多樣性在世界上佔有相當重要的位置,但據科學家統計,我國同世界很多地區一樣,物種正在以驚人的速度滅絕和喪失。因此,保護生物多樣性、保證生物資源的永續利用是我國的一項重要任務,也是全球環境保護行動計劃的重要組成部分。  威脅人類生存的十大環境問題是:  (一)全球氣候變暖  由於人口的增加和人類生產活動的規模越來越大,向大氣釋放的二氧化碳(co2)、甲烷(ch4)、一氧化二氮(n2o)、氯氟碳化合物(cfc)、四氯化碳(ccl4)、一氧化碳(co)等溫室氣體不斷增加,導致大氣的組成發生變化。大氣質量受到影響,氣候有逐漸變暖的趨勢。由於全球氣候變暖,將會對全球產生各種不同的影響,較高的溫度可使極地冰川融化,海平面每10年將升高6釐米,因而將使一些海岸地區被淹沒。全球變暖也可能影響到降雨和大氣環流的變化,使氣候反常,易造成旱澇災害,這些都可能導致生態系統發生變化和破壞,全球氣候變化將對人類生活產生一系列重大影響。  (二)臭氧層的耗損與破壞  在離地球表面10~50千米的大氣平流層中集中了地球上90%的臭氧氣體,在離地面25千米處臭氧濃度最大,形成了厚度約為3毫米的臭氧集中層,稱為臭氧層。它能吸收太陽的紫外線,以保護地球上的生命免遭過量紫外線的傷害,並將能量貯存在上層大氣,起到調節氣候的作用。但臭氧層是一個很脆弱的大氣層,如果進入一些破壞臭氧的氣體,它們就會和臭氧發生化學作用,臭氧層就會遭到破壞。臭氧層被破壞,將使地面受到紫外線輻射的強度增加,給地球上的生命帶來很大的危害。研究表明,紫外線輻射能破壞生物蛋白質和基因物質脫氧核糖核酸,造成細胞死亡;使人類面板癌發病率增高;傷害眼睛,導致白內障而使眼睛失明;抑制植物如大豆、瓜類、蔬菜等的生長,並穿透10米深的水層,殺死浮游生物和微生物,從而危及水中生物的食物鏈和自由氧的來源,影響生態平衡和水體的自淨能力。  (三)生物多樣性減少  《生物多樣性公約》指出,生物多樣性“是指所有來源的形形色色的生物體,這些來源包括陸地、海洋和其他水生生態系統及其所構成的生態綜合體;它包括物種內部、物種之間和生態系統的多樣性。”在漫長的生物進化過程中會產生一些新的物種,同時,隨著生態環境條件的變化,也會使一些物種消失。所以說,生物多樣性是在不斷變化的。近百年來,由於人口的急劇增加和人類對資源的不合理開發,加之環境汙染等原因,地球上的各種生物及其生態系統受到了極大的衝擊,生物多樣性也受到了很大的損害。有關學者估計,世界上每年至少有5萬種生物物種滅絕,平均每天滅絕的物種達140個,估計到21世紀初,全世界野生生物的損失可達其總數的15%~30%。在中國,由於人口增長和經濟發展的壓力,對生物資源的不合理利用和破壞,生物多樣性所遭受的損失也非常嚴重,大約已有200個物種已經滅絕;估計約有5000種植物在近年內已處於瀕危狀態,這些約佔中國高等植物總數的2......

為什麼一些河流湖泊會形成漩渦

流體流速差以及流體粘稠度(一般用雷諾數來表示)是形成漩渦兩個條件! 用大白話解釋就是:地球是自西向東轉動的,地球上的物體都是做勻速圓周運動,在同一緯度上的物體速度相同,緯度越大,即越往兩極靠近速度越小。從速度小的地方往速度大的地方運動的話就會產生速度的變化,因此會產生一種力的作用使物體加速。反之從速度大的到小的也會產生這樣的力。

想象下,當你從汽車上跳下來的時候,地面的速度看成零,是不是受到地面的摩擦力使你停下,這種神奇的力量就相當於這種摩擦力。

以北半球為例,越往北速度越小,所以往北運動由大速度到小速度,有一種向西的力使你速度變小,反之往南運動,有一種向東的力使你速度變大,不難發現這種力都是向左的吧,所以不管向什麼方向運動都會受到向左的力吧,因此產生左旋。說明一下,垂直於緯線運動受到的力最大,平行受飢的力為零,其它方向介於中間。地球兩極沒有偏向力,過赤道時力的方向會相反。經過計算分析,從赤道到兩極各緯度線速度的大小呈接近餘弦函式分佈,速度變化率先變大,到45度左右最大,再變小,因此處於緯度為45度左右的地方地球偏向力最大.

地球是自西向東旋轉,那麼赤道附近旋轉最快,往北或往南速度都會減慢,你仔細觀察水池裡的旋渦回發現他是逆時針旋轉的,因為偏南的水受到的力大於偏北的。

在赤道附近,水池裡的水是沒有旋渦的,在南半球,水池裡的旋渦是順時針旋轉的。

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