探究旋渦的形成方向

在小河橋上，你可以看見，湍急的河水匆匆忙忙地向前奔流，一遇上橋墩，速度突然改變，水就旋轉(zhuǎn)流動著，形成一個個旋渦。在湖中平靜水面上，劃船迅速前進時，你望船后也可看到有很多很多的旋渦。但你可能沒有注意觀察過旋渦旋轉(zhuǎn)方向?？墒窃缇陀腥搜芯空J為：浴缸泄水時形成旋渦總是沿逆時針方向地從東向西的方向旋轉(zhuǎn)。果真是這樣嗎？你可做下述實驗來驗證，看看用“模擬浴缸”泄水時，怎樣形成旋渦？是否總是沿逆時針方向（左旋）旋轉(zhuǎn)。

實驗器材準備

1.高約12cm的塑料杯（或紙杯）1個。用錐針穿孔，再用小刀尖旋刮括孔至直徑約0.8cm~1cm。

2.舀水的杯或碗一個。

3.塑料盆裝大半盆清水。

實驗操作

1.左手持塑料杯，用中指堵住杯底小孔。然后舀水注滿。立即放開小孔，讓水自然流下（如圖1所示）。注意觀察：在什么樣情況下才有旋渦形成？是左旋還是右旋？

2.如上同樣操作，當(dāng)水流下少量并繼續(xù)流下時，立即舀水沖動至滿杯，注意觀察在什么樣情況下有旋渦形成，是左旋還是右旋？

3.重復(fù)操作2（然后再作1~2次）。

記錄

分析與結(jié)論

提示：根據(jù)觀察到的現(xiàn)象分析作出“容器繼續(xù)泄水且受沖動，才易形成旋渦，其旋轉(zhuǎn)方向不定”的結(jié)論。

說明

1.有關(guān)浴缸泄水形成旋渦與方向的問題，美國學(xué)者夏皮洛曾用精心設(shè)計的浴缸泄水，就看到所形成的旋渦，總是沿逆時方向旋轉(zhuǎn)。他認為：這一現(xiàn)象，是由地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。因浴缸泄水形成的旋渦是隨著地球一道作自西向東的旋轉(zhuǎn)（逆時針方向），由于地球自轉(zhuǎn)的慣性作用（科里奧來力）使旋渦也隨之自西向東轉(zhuǎn)動（逆時針方向）?？茖W(xué)家還進一步研究表明：在地球上不同的地方，容器中泄水時，形成的旋渦旋轉(zhuǎn)情況不同，在北半球水的旋轉(zhuǎn)方向是逆時針方向；在南半球，水的旋轉(zhuǎn)方向是順時針方向。在赤道附近水面形成漏斗型，不產(chǎn)生旋渦。

臺風(fēng)的形成和運動與地球的自轉(zhuǎn)也有關(guān)（圖2）。

2.容器泄水形成旋渦方向與很多因素有關(guān)。如容器的大小形狀及盛水量多少，注入水時的沖動、排水口形狀與位置等，因此，所形成旋渦旋轉(zhuǎn)時受地球慣性作用的影響很小很小，所以這樣所形成的旋渦旋轉(zhuǎn)方向就不能固定在一定的逆時針方向上。