水流旋涡的中心为什么没有水
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解决时间 2021-03-18 05:33
- 提问者网友：喧嚣尘世
- 2021-03-17 07:18
最好有物理理论与数学表达式分析，能有图解更好。
最佳答案
- 五星知识达人网友：举杯邀酒敬孤独
- 2021-03-17 07:43
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。
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。
全部回答
- 1楼网友：十鸦
- 2021-03-17 11:54
牛顿的万有引力中讲到了这一点.
- 2楼网友：孤独的牧羊人
- 2021-03-17 11:08
离心力(Centrifugal force)是长期以来被人们误解而产生的一种假想力，即惯性。因为无法找出施力物体，背离了牛顿第三定律。当物体作圆周运动时，类似于有一股力作用在离心方向，因此称为离心力。
离心力就是物体在圆盘上旋转产生背离圆盘中心的力，比如洗衣机的脱水桶就是使用离心力的原理。
离心力F=a*m
这里a是向心加速度，a=w的平方*r，w是角速度，r是半径；m是物体质量。
离心力是在两种条件下产生的，是由物体的惯性运动力和中心束缚力交织在一起产生的，摆脱中心束缚力的物质便离心而去。
- 3楼网友：長槍戰八方
- 2021-03-17 09:56
水流中的旋涡总是顺时针方向那是在南半球。我们生活在北半球，还是说说北半球吧。在北半球，水流中的旋涡总是反时针方向的，这和北半球的台风相同，台风是低压气旋，也是反时针方向的。我们可以这样解释这一现象：取北半球同一经线上的两个点，靠近赤道的一个点和远离赤道的另一个点，在相同时间里所移动的距离是不同的，靠近赤道的那个点比远离赤道那个点移动的距离远，也就是说，靠近赤道的那个点移动的速度比远离赤道的那个点快，这就产生了一个力矩，造成了反时针方向的水的旋转(或气旋)。这就是在北半球水流中的旋涡总是反时针方向的原因。
- 4楼网友：不甚了了
- 2021-03-17 09:19
因为旋转的物体会产生离心力，就是一个垂直于物体运动方向向外的力。这个力在没有拉力平衡它的时候，会让物体向旋转中心外侧运动。
- 5楼网友：毛毛
- 2021-03-17 08:12
物体在做旋转运动时都有一个脱离圆心的力，这个力叫离心力。
这个力可把围绕它中心旋转的物体抛出去，旋转的速度越大，这个抛力就越大，所以水流漩涡中间的水就被甩到了周边形成中空。
这里介绍两个常见的现象供你参考：
1，你随便拿一盛水盆装大半盆水，然后用一指头粗的棍子在盆中心搅动，你可看到盆中间的水位变低了而盆边缘水位增高了，随着搅动速度加快，水还可抛到盆外边去呢。
2， 你坐在一转椅上脚提起，快速转动自己，这时可感到自己要被甩出去的感觉。
这些都是作圆周运动时都会产生的离心力的作用。
要说明一点，固体在作圆周运动时同样有这种力，只是不同质地的固体要达到不同的旋转速度才能甩破它们或向边缘凸出。
地球在转动时同样产生了强大的离心力，使它的赤道位置向外凸起，...物体在做旋转运动时都有一个脱离圆心的力，这个力叫离心力。
这个力可把围绕它中心旋转的物体抛出去，旋转的速度越大，这个抛力就越大，所以水流漩涡中间的水就被甩到了周边形成中空。
这里介绍两个常见的现象供你参考：
1，你随便拿一盛水盆装大半盆水，然后用一指头粗的棍子在盆中心搅动，你可看到盆中间的水位变低了而盆边缘水位增高了，随着搅动速度加快，水还可抛到盆外边去呢。
2， 你坐在一转椅上脚提起，快速转动自己，这时可感到自己要被甩出去的感觉。
这些都是作圆周运动时都会产生的离心力的作用。
要说明一点，固体在作圆周运动时同样有这种力，只是不同质地的固体要达到不同的旋转速度才能甩破它们或向边缘凸出。
地球在转动时同样产生了强大的离心力，使它的赤道位置向外凸起，使它成为一椭球的。
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