《金蟬脫殼》里史泰龍根據馬桶下水方向推斷身處北半球,是什麼原理?
01-16
更新:更嚴謹點講,科氏力能對運動產生影響的尺度叫地球流體大尺度運動,而在動力學上判斷是否為大尺度運動是由羅斯貝數e=U/2OmegaL或局地羅斯貝數Ro=U/fL決定的,其中U是平流特徵速度,L為平流特徵長度。一般認為e&<0.1即可認為是大尺度運動--換言之,運動能體現出科氏力的影響並不是運動範圍一個因素決定的,還需考慮運動速度和科氏參數。然而,對於「水槽」來講,假設特徵長度為1米(監獄也不會給史泰龍直徑1m的大盆,但是這裡盡量放大運動尺度),那麼要使e&<0.1,水流速度U的量級應該最多為0.1*1*2*7.3*10的-5次方=10的-5次方m/s量級=10微米/秒量級。也就是說,想在水盆中看到科氏力,水流的速度不能大於10微米/秒--10微米是什麼概念?比頭髮還要細;就是哈一口氣也會使擾動大於這個量級了,就是水槽的一絲不光滑也會使擾動大於這個量級了。所以我說,水槽內水順轉還是逆轉,與南北半球一毛錢關係都沒有。原答案:騙人的噱頭而已。什麼都沒學過:哇好膩害好神奇。學過高中地理:不就是地轉偏向力(科里奧利力)嗎。學過物理海洋學基本方程組:純屬扯淡。
其實在高中老師說了水槽水流偏向時,我也做了實驗,發現是朝左偏的,當時認為我一定是實驗姿勢有問題。現在看來,是高中老師的水平問題。
原因如下:從流體力學基本方程組出發,在推導大尺度運動方程組時(就是把小項略去,大項留下,實際是種近似),會留下科氏力一項,就是這一項的存在,使得大尺度運動北半球超右偏。也只有大尺度方程組才會有這一項的存在。對於小微尺度,是感受不到科氏力的。至於有人說我明明家裡的水槽試驗了,北半球是向右的,但這不足以說明問題。除非你拿你家的水槽以完全相同的傾角、擺放方式、連拔塞子的手和動作都不能改變----放到南半球再試驗一次。我敢打賭,這樣的水槽放南半球去還是右偏的。因為,對於水槽這種連地球流體微尺度都算不上的玩意,想在裡面看到科氏力必需初始條件嚴格嚴格控制,任何任何擾動都不能存在,就連下水孔上任何一點小突起都不能有,必需是絕對光滑的絕對圓形------在現在已知的任何實驗室都做不到。所以妄圖在家裡看到科氏力,只能是幻覺而已。所以,用旋轉方向判斷南北半球,是導演騙觀眾的把戲。與其說這是科氏力,不如說這是隨機的。囧,,,,初中地理告訴我這是因為地轉偏向力。
這是中學時期,地理課的知識。具體介紹摘自百度知道,如下:
http://zhidao.baidu.com/question/210988824.html
20世紀40年代科學家卡皮羅在每次實驗後,把污水倒入水槽時發現在漏水口處形成的旋渦總按固定的方向旋轉,這個現象引起了他的注意。於是在水流下時他故意用手指向相反方向攪動,但手離開後旋渦又恢復原來的旋轉方向。這是否與漏水口的形狀有關?於是他做了許多不同形狀的漏水口,但試驗結果總是相同。他對此困惑不解,於是他到世界各地去做同樣的試驗,使他大為驚奇的是在南半球水流旋渦的方向與北半球剛好相反,在北半球是逆時針的而在南半球是順時針的,在赤道附近兩種情況幾乎各有一半。卡皮羅喜出望外,他終於找到了結論,在原旋渦的方向與在地球上所處位置有關。後來人們把這種現象稱為卡皮羅現象。
但是,百度知道中又提到:(物理學家對科里奧利力或科里奧利效應的理解絕對準確,但使用科里奧利效應來解釋抽水馬桶水的漩渦則大錯特錯。科里奧利效應在解釋洋流、大氣環流之類大規模運動的流體時是成立的。但是,對抽水馬桶的水流,科里奧利效應則幾乎毫無影響。馬桶旋轉水流的2端,由於地球自轉造成的影響幾乎是完全相等的,即使有略微不同,也安全無法造成強烈的水流。)(小洞流水是成立的,就是人造較快的漩渦就不行)別想太多了 http://www.zhihu.com/question/31294983/answer/51846334即事引用,別無他意。
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