当流体一开始流出容器时液体不是正圆的截面的,所以下落的过程中液体柱的两边会相向流动,因此会撞在一起,从而产生旋转。
从纯数学逻辑上来看,在整数集上随机取一个值,由于整数有无数个,所以取的这个值为零的概率为零。
同样思维来看看流体,流体会处于旋转或是不旋转的状态,但是旋转有无穷多种情况其旋转的速度大小、方向等),不旋转只有一种情况,所以不旋转的情况几乎不可能遇到。
流体,是与固体相对应的一种物体形态,是液体和气体的总称,由大量的、不断地作热运动而且无固定平衡位置的分子构成的,流体都有一定的可压缩性,液体可压缩性很小,而气体的可压缩性较大,在流体的形状改变时,流体各层之间也存在一定的运动阻力,当流体的粘滞性和可压缩性很小时,可近似看作是理想流体,它是人们为研究流体的运动和状态而引入的一个理想模型,是液压传动和气压传动的介质。
水池放水时水为什么会旋转?是顺时针?还是逆时针?
既可以顺时针,也可以逆时针;他的原因: 科里奥利效应在解释洋流、大气环流之类大规模运动的流体时是成立的。但是使用科里奥利效应来解释水的漩涡则大错特错。 那么,如何造成水流旋转呢?由于水开始流动时的方向不同,水池内墙壁的倾斜角度不同,水刚一流动,就会因此而形成旋涡。水一旋转,离心力便马上起作用,即使与科里奥利力相反也会随着偏转效应会累积,形成与最初的旋转方向一致的旋涡。
为什么水会旋转
漩涡的形成,大都是因为水流的速度和方向突然发生变化的关系。例如在河流急转弯的地方,由於水流仍维持著直线的流动,而河岸却强迫水流转弯,这时候内侧的水流由於受到外侧的压力,被挤回的时候,一部份水流会回来填补脱水的地方,就形成了漩涡。 另外,在桥桩附近或冒出水面的大石块附近,也会出现漩涡。在水流被这些障碍物挡住以后,它会绕过障碍物流过去,当它绕到障碍物背后时,由於此处的河水流动缓慢,於是水流就会冲击这些妨碍它畅流的河水,而打起转来,就会出现漩涡了。 这个现象与水的性质无关,完全是地球自转运动造成的。地球是个稍微扁平的球体,以每二十四小时旋转一圈的速度由西向东自转。赤道附近的周长比南、北两极附近的周长长得多,但是它们同样必须在二十四小时的时间完成自转;由此可见,地球各地的转动速度并不相同。以我们居住的北半球来说,越往南靠近赤道,转速越快;相反的,位置越北,速度越慢。所有地球表面的物体都受到地球自转的影响。
大旋涡为什么会旋转
流体产生漩涡的原因有很多,如粘性,外部非保守力等,影响旋转方向也有很多因素,外力,壁面的不同位置等等
但是在地球上有一类常见的漩涡(在大气、海洋中最明显),是由于地球旋转引起的科里奥利力(科氏力)产生的,由于这个力,地球上北半球的运动会向右偏转,南半球上的运动会向左偏转,所以北半球的漩涡是逆时针的,南半球的漩涡是顺时针的
但是,这个科氏力只是一个原因,实际上任何流体的流动都是很复杂的,外界的干扰(自然风,温差,震动)都有可能导致漩涡的方向不同,而且即使外界的干扰消失了,流体由于惯性的作用也可能保持原先的旋转方向,而不受科氏力影响
为什么到洗发水,沐浴露之类的粘稠液体时,原本垂直落下的“液柱体”会出现旋转堆积的现象?
其实这是一种低雷诺数流动的典型现象,雷诺数即流体惯性力与黏性力之比,雷诺数越小,流体中黏性力的作用也就越大。在倒沐浴露等高黏性的流体时,由于黏性力的作用,每部分流体微团都会受到相邻流体微团的“拉扯”与“牵制”作用,在靠近地面堆积时,自然也会受到已堆积流体的“拉扯”作用,而惯性力无法抵消这种黏性力的作用,“拉扯”的合力形成了“旋转堆积”的现象。这样就容易理解,倒水的时候为什么不会出现这种现象了,因为此时为高雷诺数流动,流体惯性力的作用大于黏性力的作用,足够抵消已到达地面流体的“拉扯”,故流体流下时沿惯性力的方向垂直下落。
用水、米汤、菜油、洗发水、牙膏、沥青依次倒来看看,你会看到“旋转堆积”从无到有的渐变。
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