马桶冲水漩涡由地球自转引起？这是真的吗？

地球不停自转，对我们来说，它就是一个巨大的非惯性系，这就是科里奥利力的舞台。但它一定是马桶中漩涡的成因吗？那倒未必。

但是我们只要稍微估算一下，就能知道水流漩涡产生的原因是不是科里奥利力了。假设水流跑得跟刘翔差不多快，大约10米每秒，而且速度完全平行于地面。即使这样，水流受到的由于科里奥利力产生的加速度最多也只不过是0.001米每平方秒。如果马桶的直径有1米，而水流是从马桶边径直冲向中心的话，到达中心的时候由于科里奥利力产生的偏转还不到半毫米，根本就产生不出什么看得见摸得着的效应，更何况是我们平时看见的漩涡了。如果连在这个巨型马桶中的水流都产生不出看得见的效应的话，就更别说那些小马桶和排水口了。

实际上，排水口和马桶中产生漩涡的原因多半是它们自身的构造。有的马桶就是特地设计漩涡式冲水的，这样的话无论你把它挪到地球上什么地方它都只能产生同一个方向的漩涡。而对于一般的排水口，由于结构，有时候它们会偏好形成某个方向的漩涡，而更多的时候是两种旋转方向的漩涡都会出现。科里奥利力的贡献实在非常微小。这并不是它的过错，主要是因为地球转得实在太慢了，24小时才转一圈。在快速旋转的参考系中，科里奥利力的影响也还是不可小觑的。

咖啡杯

在一些大型游乐场之中有这么一种游戏设施，它是一个很大的转筒，里边可以站很多人。当人们站好在里边之后，转筒就开始转动。根据我们的日常经验，人们在里边会受到离心力的作用，然后就都贴到筒上了。这个时候，地板就会突然挪开，人们就像贴在墙上一样。这时如果在里边拿出一个小球，让它做自由落体运动的话，你不仅会发现小球受到离心力的作用而向你的方向偏转，还会发现它很快地从你面前飘开，这就是科里奥利力的作用了。在一些别的以旋转为卖点的游艺设施(比如说咖啡杯)里边也同样能观察到这种效应。我们能在这些游艺设施中观察到科里奥利力的明显效应，就是因为它们的旋转速度比地球快多了。

发表于 2017-03-28 00:00
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