浅论科里奥利力与漩涡方向的关系

谬误与真知：马桶、台风与“地转偏向力”

谬误与真知：马桶、台风与“地转偏向力”“为什么北半球的马桶冲水时水流是逆时针向内旋转的？”“因为地转偏向力使水流一边向下流一边向它的右边拐。

”这是一个在日常生活中会偶尔听到的话题，故勿论其对错。

那么，到底这个“地转偏向力”是什么呢？地转偏向力，是一个更为普遍的“力”之中的一个特例，这个“力”的大名就叫做科里奥利力。

它是由法国数学家、工程师科里奥利(Gaspard-Gustave Coriolis)从理论力学中推导出来的，所以也以他的名字命名。

为什么我们要在这个“力” 字上加引号呢？因为它不是一个真正的力。

真正的力除了有受力物体也应该有施力物体，但如果这个科里奥利力有施力物体的话，那这个施力物体也太玄乎了，能让北半球所有水流都向右拐。

这其实不是一个真正的力，物理学家们把它称作一种惯性力，也就是说是由物体的惯性产生的力。

那么，在什么情况下才会出现这种力呢？科里奥利说了，在一个转动的参考系中就会出现科里奥利力，只要是在这个参考系中运动的物体都会好像受到一股垂直于运动方向的力，从而偏离开它的轨道。

科里奥利他说的“转动的参考系”，其实这个转动就是说这个参考系相对于一个惯性系在转动【注1】，那么这个参考系本身就是一个非惯性系了。

科里奥利力就是这个非惯性系里边的一个惯性力。

不过科里奥利力也不是对所有物体都一视同仁的。

对于相对参考系不动的物体，它不会作任何打扰，它专爱找运动物体的麻烦。

它的公式是：Fic=-2ω×mv。

在这里，m是物体的质量，ω是指示参考系旋转速度和方向的向量（就是方向和数量的一个组合），而v则是物体在这个参考系中运动的速度向量。

这个乘号也有讲究，它不是一般2×3的那种乘法，而是一种特别为向量设计的乘法，通常叫做叉乘。

而Fic就是这个物体在这个参考系中受到的科里奥利力。

现在我们可以解释为什么北半球的水流总有向右偏的倾向了。

我们向来认为地球是不动的，就算是物理学家做实验，在很多情况下都选取大地作为参考系。

花样滑冰为何都是逆时针旋转？人体左侧重于右侧

花样滑冰为何都是逆时针旋转？人体左侧重于右侧最近一位花滑运动员在网上特火，各种小视频包括抖音都时不时跳出她的身影，赞美之词更是无以言表，比如：翩若惊鸿、婉若游龙，冰肌玉骨、冰上美人，天生丽质柳腰身，“舞林飒飒倚天剑，侠女翻飞惊目炫”，“愿你三冬暖，愿你春不寒”，冰清玉润、蛾眉皓齿，身姿婀娜、冰雪伊人……反正是能想到的赞美之词都淋漓尽致地发挥出来了。

花样滑冰，被称作“冰上芭蕾舞”其实呢，每个人心中都有一杆秤，也都有自己的评判标准，过度地去夸张、恭维等于是拔苗助长，不仅起不到作用，还会令人十分反感。

跟风、炒作、凑流量，叫人感觉很无聊。

每次刷到这个视频画面，张嘴就是“翩若惊鸿，婉若游龙”，笔者的脑子就懵，赶紧划过去，不知道大家有没有同感。

花样滑冰好，言归正传，正是由于这位运动员的大火，让大家再度对花样滑冰这项运动关注起来。

但不知道有多少人注意到，花滑是一种美与力量结合的非常养眼的运动，运动员要“美”那是必须的，否则你让凤姐站到滑冰场上，能有几个观众买账呢！因此，花滑运动员的身材相貌肯定是上佳的，尤其是身材，必须匀称，比例协调，肤色白皙光滑，舞姿优美。

花样滑冰，都是左脚着地但不知道有多少人注意到一个细节：那就是花滑运动员的一个经常出现的重要动作——旋转，基本上都是逆时针方向。

往前旋转，都是往左；往后旋转，都是往右。

不管怎么转，方向都是逆时针。

逆时针旋转这是什么原因呢？其实，生活还有许多你也许没有注意到的细节，我们随便举几个例子：扑克大家基本上都打过吧？你出一张牌后，右边才是你的下家，反过来说，你的上家在你左边，出牌的顺序也是逆时针方向。

以前农村农忙时的打场（有的地方叫轧场）轧小麦、稻谷等，不论是牵着牲口轧，还是用机械轧（手扶拖拉机、小四轮拖拉机等），都是围着场作逆时针转圈，也就是往左转。

我们司空见惯的龙卷风，也是逆时针旋转。

海上龙卷风生成，逆时针旋转的漩涡田径场上竞走、跑步，不管是训练还是比赛，都是往左转，也就是逆时针方向转；电风扇、电动机、柴油机飞轮等，都是顺时针旋转；螺丝拧紧的方向，也是顺时针方向。

漩涡的旋转方向解释

漩涡的旋转方向解释漩涡是一种流体力学现象，它是一种旋转的流动，通常在水或空气中出现。

漩涡的旋转方向是一个有趣的话题，因为它涉及到物理学和自然现象的深入研究。

在这篇文章中，我们将探讨漩涡的旋转方向解释。

1. 漩涡的定义和形成漩涡是一种流体动力学现象，它是一种旋转的流动。

漩涡通常在液体或气体中出现，它们可以在河流、海洋、水槽和水池中看到。

漩涡的形成是由于流体的速度和方向发生变化，这种变化导致了流体的旋转。

漩涡可以分为两种类型：绝缘漩涡和非绝缘漩涡。

绝缘漩涡是在静止液体中形成的，而非绝缘漩涡是在流动液体中形成的。

2. 漩涡的旋转方向漩涡的旋转方向可以分为两种：顺时针旋转和逆时针旋转。

顺时针旋转的漩涡是向右旋转的，逆时针旋转的漩涡是向左旋转的。

漩涡的旋转方向受到多种因素的影响，包括液体的流动速度、方向和形状。

3. 漩涡的旋转方向解释漩涡的旋转方向是由多种因素决定的。

其中最主要的因素是科氏力和惯性力。

科氏力是一种由于旋转物体的运动而产生的力，它会影响漩涡的旋转方向。

惯性力是一种由于物体的质量和速度发生变化而产生的力，它也会影响漩涡的旋转方向。

在北半球，科氏力会使得漩涡向右旋转，而在南半球，科氏力会使得漩涡向左旋转。

这是由于地球的旋转导致科氏力在不同的半球产生不同的方向。

此外，惯性力也会影响漩涡的旋转方向。

当液体在流动时，它会受到惯性力的影响，这会使得漩涡的旋转方向发生变化。

除了科氏力和惯性力之外，漩涡的旋转方向还受到其他因素的影响，包括液体的流动速度、方向和形状。

当液体的流动速度较慢时，漩涡的旋转方向可能会受到涡流的影响。

涡流是一种在液体中形成的旋转流动，它会影响漩涡的旋转方向。

此外，液体的流动方向和形状也会对漩涡的旋转方向产生影响。

4. 漩涡的应用漩涡不仅是一种有趣的自然现象，还有许多实际应用。

漩涡可以用于自然环境的保护和工业生产的优化。

例如，在水力发电站中，漩涡可以用来减少水流的速度和压力，从而保护大坝和水轮机。

漩涡与地转偏向力

漩涡与地转偏向力浙江省余姚中学陈允文选自《物理教师》2009年第10期当脸盆中的水排空时会形成漩涡，为何会形成这个漩涡？我们通常的解释是：这是由于地球自转引起的地转偏向力在起作用。

在北半球，地转偏向力向右，引起气流向右偏。

南半球则向左。

所以北半球的气旋是逆时针的，南半球呈顺时针。

气旋如此，水流的漩涡也是如此，所以我们见到脸盆中的漩涡应该是逆时针的。

图1漩涡：水遇低洼处所形成的螺旋状水流小时候读科普书，对这一说法深信不疑。

感叹自然的神奇并经常留意脸盆放水时形成的漩涡，有一次笔者惊奇的看到了一个顺时针的漩涡，一开始笔者怀疑自己记错了书上的解释，然后去翻书，书上明明写着北半球应该是逆时针呵！然后又怀疑那次是自己看走眼了。

直到反复几次确信既看到了有逆时针的也有顺时针的漩涡后，才知道上面那个解释其实是有问题的。

先让我们看看什么是地转偏向力。

这是在非惯性系中被引入的第三类惯性力，前两类为平动惯性力和惯性离心力，当物体相对于转动的参考系运动时，才引入此力。

我们知道，地球是由西向东旋转的，赤道地区旋转的线速度最大（约462m/s），随着纬度升高，线速度越来越小，到了极点减为零。

设想空气从低纬度地区向北极移动：最初，空气是具有与出发地相同的向东线速度的；当空气接近极点时，那儿的地面线速度为零，而这股空气却继续保持着它原本向东的速度（假设没有因为摩擦而损耗），于是它会相对于目的地的地表转向东面。

沿着空气前进的方向看就是向右偏转了，就好像受到了一个向右的力作用。

一个名叫科里奥利（Gaspard—Gustave Coriolis）的法国人在1835年最先用数学方法描述了这种力，所以科学界称之为科里奥利力。

科里奥利力是在所有转动参照系中都会出现的，在以地球为参照系时，我们通常也称它为地转偏向力。

科氏力的大小和方向与转动的角速度ω、物体相对与参照系速度v相、物体质量m有关，可表示为f k*＝2m v相×ω。

ω、v相、f k*形成右手螺旋（如图2）。

水中漩涡形成的原因

水中漩涡形成的原因一、基本概念漩涡是一种在流体（这里指水）中出现的旋转流动现象，它看起来像一个螺旋状的结构，周围的水围绕着一个中心轴做圆周运动。

二、形成原因（一）地形因素1. 河床或容器形状在河流中，如果河床底部存在不规则的地形，如深坑、凸起或弯曲的河道，水流经过这些地方时就容易形成漩涡。

例如，当河流流经一个突然变深的区域，水流会在这个区域产生垂直方向的速度差异。

靠近底部的水由于受到深坑形状的影响，流速会变慢，而上方的水仍然保持较快的流速。

这种速度差会使水流产生旋转，从而形成漩涡。

在容器中也是类似的情况，如果容器底部有凸起或者凹陷，当水在容器中流动时，在这些特殊地形处就可能形成漩涡。

2. 障碍物影响水中的障碍物，如礁石、桥墩等，会干扰水流的正常流动。

当水流遇到这些障碍物时，水流会被分开，在障碍物的下游一侧重新汇聚。

由于水流在绕过障碍物时不同部分的速度和方向发生了改变，就容易形成漩涡。

例如，桥墩周围的水流，在桥墩的一侧水流速度加快，而另一侧可能会形成回流，回流与主流相互作用就可能产生漩涡。

（二）水流运动因素1. 流速差异在河流的交汇处，不同流速的水流相遇会形成漩涡。

例如，一条流速较快的支流汇入流速较慢的主流时，支流的水会冲入主流并试图与主流混合。

由于两者流速不同，在交汇处就会产生剪切力，这种剪切力会使水流产生旋转运动，进而形成漩涡。

在海洋中，潮汐的涨落也会导致不同流速的水流相互作用。

涨潮时海水涌入河口或海湾，与湾内原有的水流相互碰撞、混合，流速的差异使得漩涡容易产生。

2. 水流的非线性特性水流是一种复杂的非线性流体运动。

根据流体力学原理，纳维斯托克斯方程（Navier Stokes equations）描述了流体的运动状态。

在某些情况下，当水流的初始条件或边界条件满足一定要求时，方程的解会呈现出漩涡这种旋转流动的形式。

例如，当水流在一个相对封闭的区域内，初始的微小扰动可能会随着时间逐渐放大，形成漩涡。

浅论科里奥利力与漩涡方向的关系

浅论科里奥利力与漩涡方向的关系谷俊青PB05000805如果大家把澡盆放满水后拔去塞子，仔细观察一下，也许会因为见到的结果各不相同而议论纷纷。

但是在北半球，一般较多的是向左旋的情况。

实际上，在水流出来的时候确实有一股想使它向左旋转的倾向或影响力，总之，在北半球，所有的澡盆里都存在着具有这样作用的自然力。

（20世纪40年代科学家卡皮罗在每次实验后，把污水倒入水槽时发现在漏水口处形成的旋涡总按固定的方向旋转，这个现象引起了他的注意。

于是在水流下时他故意用手指向相反方向搅动，但手离开后旋涡又恢复原来的旋转方向。

这是否与漏水口的形状有关？于是他做了许多不同形状的漏水口，但试验结果总是相同。

他对此困惑不解，于是他到世界各地去做同样的试验，使他大为惊奇的是在南半球水流漩涡的方向与北半球刚好相反，在北半球是逆时针的而在南半球是顺时针的，在赤道附近两种情况几乎各有一半。

卡皮罗喜出望外，他终于找到了结论，在原漩涡的方向与在地球上所处位置有关。

后来人们把这种现象称为卡皮罗现象。

）很容易的，我们想到了科里奥利力。

地球的自转使得在北半球上的物体均受到它的向右作用，由于它的存在，北半球火车由南向北快速行驶时右边轨道上所受的压力要大些，由南向北的河流东岸受冲刷较厉害，而南半球恰恰相反。

这些现象都可用科里奥利力来解释。

不妨设在地球的北半部存在一个盛满温度均匀的水（可以看作其不受热对流的影响）的较大容器，水处于对地球相对静止的状态，空气流动及其它干扰因素均忽略不计：取一小段离塞子（容器下部）最近的一小段水柱，可视其为质点。

当塞子拔掉的瞬间，这段小水柱由于受液体压强的作用，从而有向下运动的趋势。

F分=mgcosθ；从而北半球的物体受到向右的偏向力该水柱受到与斜线方向垂直向右的偏向力：F偏=mrv*ω(此时v很小,接近于0);故一开始放水时,容器内的水受到使其逆时针运转的力。

当其运动一段时间后：令该段小水柱此时向塞口运动的速度为v。

浅谈科里奥利力的影响及应用

第24卷第1期2008年2月河北北方学院学报(自然科学版)Journal of H ebei No rth University (N atural Science Edition)V ol 24N o 1Feb 2008来稿日期:20071127基金项目:滨州学院资助项目(BZXYZDXK200610)作者简介:吴新华(1979 ),男,山东泰安人,滨州学院物理与电子科学系,硕士.浅谈科里奥利力的影响及应用吴新华1,李宏伟2(1 滨州学院物理与电子科学系,山东滨州256600;2 滨州学院教务处,山东滨州256600)摘要:相对于地球运动的物体会受到科里奥利力的作用,对地球上物体受科里奥利力影响的3种主要的表现形式水平运动物体的偏转、落体偏东问题和傅科摆,以及科里奥利力的应用(主要是科氏质量流量计)进行了论述和探讨,并对其应用前景进行展望.其中主要是利用非惯性系下的求解动力学问题的方法推出了落体偏东的具体数值.关键词:科里奥利力;落体偏东;傅科摆;质量流量计中图分类号:O 313 文献标识码:A 文章编号:1673 1492(2008)01 0036 03在地球上,相对于地球运动的物体(运动方向平行于地轴时除外)会受到一种惯性力的作用,这种惯性力是以首先研究它的法国数学家科里奥利的名字命名的,叫做科里奥利力[1~2].由于科里奥利力垂直于物体的运动方向,所以不能影响物体运动速度的大小,但它可以改变物体的运动方向,本文主要论述和讨论了受科里奥利力影响的3种表现形式和它的实际应用.1 科里奥利力的影响通过定性或定量来研究科里奥利力的影响,下面对受科里奥利力影响的3种表现形式水平运动物体的偏转、落体偏东和傅科摆进行论述.1 1 水平运动物体的偏转地球上一切运动的物体,如气流、海洋、河流、交通工具及飞行物等,除了运动方向平行于地轴外,都要受到科里奥利力的作用.如将科里奥利力分解成竖直方向和水平方向的两个力,则垂直分力使运动物体的重力略有改变(增加或减少),水平分力可能使物体运动方向发生变化(北半球偏右,南半球偏左,赤道上不偏).人们可以假定自己位于地球之外,以惯性系作为参考,来研究地球上运动物体的方向偏转.不过此时便不存在科里奥利力这样的惯性力了.由于物体同时参与两种运动(相对与地球的运动和随地球的转动),按照运动合成的观点,物体偏离一种运动的目标便是自然的事情了.地球上高、中、低纬度的三圈大气环流、洋流系统的形成,气旋与反气旋的旋转,大河两岸的不对称,都同地转偏向力的作用有关.它们既是地球自转的后果,也是地球自转的证据.1 2 落体偏东落体偏东(或抛体偏西)是科里奥利力对沿垂直方向运动物体作用的结果。

漩涡与地转偏向力

漩涡与地转偏向力浙江省余姚中学陈允文选自《物理教师》2009年第10期当脸盆中的水排空时会形成漩涡，为何会形成这个漩涡？我们通常的解释是：这是由于地球自转引起的地转偏向力在起作用。

在北半球，地转偏向力向右，引起气流向右偏。

南半球则向左。

所以北半球的气旋是逆时针的，南半球呈顺时针。

气旋如此，水流的漩涡也是如此，所以我们见到脸盆中的漩涡应该是逆时针的。

图1漩涡：水遇低洼处所形成的螺旋状水流小时候读科普书，对这一说法深信不疑。

感叹自然的神奇并经常留意脸盆放水时形成的漩涡，有一次笔者惊奇的看到了一个顺时针的漩涡，一开始笔者怀疑自己记错了书上的解释，然后去翻书，书上明明写着北半球应该是逆时针呵！然后又怀疑那次是自己看走眼了。

直到反复几次确信既看到了有逆时针的也有顺时针的漩涡后，才知道上面那个解释其实是有问题的。

先让我们看看什么是地转偏向力。

这是在非惯性系中被引入的第三类惯性力，前两类为平动惯性力和惯性离心力，当物体相对于转动的参考系运动时，才引入此力。

我们知道，地球是由西向东旋转的，赤道地区旋转的线速度最大（约462m/s），随着纬度升高，线速度越来越小，到了极点减为零。

设想空气从低纬度地区向北极移动：最初，空气是具有与出发地相同的向东线速度的；当空气接近极点时，那儿的地面线速度为零，而这股空气却继续保持着它原本向东的速度（假设没有因为摩擦而损耗），于是它会相对于目的地的地表转向东面。

沿着空气前进的方向看就是向右偏转了，就好像受到了一个向右的力作用。

一个名叫科里奥利（Gaspard—Gustave Coriolis）的法国人在1835年最先用数学方法描述了这种力，所以科学界称之为科里奥利力。

科里奥利力是在所有转动参照系中都会出现的，在以地球为参照系时，我们通常也称它为地转偏向力。

科氏力的大小和方向与转动的角速度ω、物体相对与参照系速度v相、物体质量m有关，可表示为f k*＝2m v相×ω。

ω、v相、f k*形成右手螺旋（如图2）。

为什么马桶的水逆时针转

转水流的2端，由于地球自转造成的影响几乎是完全相等的，即使有略微不同，也安全无
法造成强烈的水流。
那么，马桶时如何造成水流旋转呢？仔细观察即可发现，答案是马桶边缘的出水孔
。马桶设计人员使水从边缘沿着切线方向喷出，这样造成水流的强烈旋转。但是，洗脸
池和浴缸并没有侧向水流，为什么也会产生深深的漩涡呢？答案也不是科里奥利效应。
改变，也就是产生了加速度，这就是受力方向。在地球北半球，科里奥利力造成流体逆
时针旋转，在南半球则顺时针旋转。
物理学家对科里奥利力或科里奥利效应的理解绝对准确，但使用科里奥利效应来解
释抽水马桶水的漩涡则大错特错。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，对抽水马桶的水流，科里奥利效应则几乎毫无影响。马桶旋
原因在于，水在流向排水孔时，不能把孔完全盖住，否则，空气跑不出来，水也流不下
去。因此，水流必须“排队等候”流入排水孔。漩涡就是水流排队的方式。通常，对于
某个马桶，漩涡方向是固定的。这因为排水孔中心并不严格处于马桶或者浴缸的中心，
这样，初始的随机偏转效应会累积，最后形成固定的旋转方向。
面流动的液体和气体（或称为流体），受到“科里奥利力”的作用。科里奥利是19世纪
法国数学家，他发现在旋转球体上移动的物体，会偏离其一个非惯性系，那么其中运动的物体受到惯性力的作用
；特别是，一个惯性力垂直于矢弪方向，是因为沿矢弪方向移动时候，其线速度会发生
这是地转偏心力的结果
南半球是向左的
北半球是向右的
赤道上不会发生偏转
高一的地理书上有
1、抽水马桶的水流形成的漩涡，在北半球逆时针旋转，在南半球顺时针旋转。

神奇的科里奥利力

神奇的科里奥利力作者：陈明晖来源：《中国科技教育》2018年第07期随着各种天气活动的变化，你可曾关注过天气预报中的气象云图，云图中北半球的气旋往往是逆时针旋转，而南半球的气旋却是顺时针转动，这是为什么呢？原来这是受到了地球自转偏向力，也就是科里奥利力的影响，其表现是在旋转运动的体系中，由于惯性，原本进行直线运动的物体，总是相对于旋转体系产生运动方向偏移。

那么，科里奥利力到底是如何影响运动方向的呢？在中国科技馆“探索与发现”A厅的“运动之律”展区，就有这样3件展品——“科里奥利力喷泉”“傅科摆”和“傅科摆小实验”，会带你领略科里奥利力的奥秘。

科里奥利力喷泉展品“科里奥利力喷泉”主要由可旋转的转台、水流喷射装置（喷泉）和操作手轮组成，如图1所示。

可进行水流喷射的喷泉装置位于可旋转的转台上，分为由外向内喷射和由内向外喷射2组。

当你转动手轮使转台旋转时，喷泉开始喷水，这时可以看到旋转中的喷泉水流都发生了偏转，内、外喷泉水流的偏转方向相反。

如果反向转动手轮，转台开始反向转动，这时内、外喷泉水流的偏转方向也相应发生反向，且二者偏转的方向依然相反。

转台转动的速度越快，水流偏转就越厉害。

当转台停止转动时，内、外喷泉水流不再发生偏转。

以上现象如图2所示。

那么，科里奥利力到底是一种什么样的力，又是怎样使转动的喷泉水流发生偏转的呢？这里，我们通过图3进行分析。

当忽略摩擦力时，在顺时针旋转的圆盘中，从A点沿圆盘直径方向以速度Vr向B点抛出小球。

A、B两点都在圆盘上做旋转的圆周运动，二者都有沿转动方向的切向速度Va和Vb，且切向速度的大小正比于距离中心点的距离，Va>Vb。

这样，抛出的小球在从A运动到B的过程中，从圆盘上沿途路过的点来看，小球具有的初始切向速度Va相对于沿途点在切向运动方向上是逐渐向前超越的，二者的速度差即Va-Vb正比于向中心运动的距离而越来越大。

这样，从转动的圆盘来看，抛出的小球在沿切向方向做匀加速运动（每个瞬间），根据牛顿第二定律对加速度的解释，这等效有个惯性力切向作用于抛出的小球上（沿Va的方向）。

科学小实验水中龙卷风的原理

科学小实验水中龙卷风的原理水中龙卷风是一种有趣的科学现象，它在实验中可以通过简单的操作和材料展示出来。

在这个实验中，我们会创建一个旋转的漩涡，类似于龙卷风形成的过程。

下面将详细介绍水中龙卷风实验的原理和步骤。

实验材料和工具：- 一个透明的大容器（如玻璃瓶、大鱼缸等）- 水- 一个小容器（如小杯子、小瓶子等）- 食用色素（可选）- 一个搅拌棒或长木棍实验步骤：1. 准备工作：- 将大容器清洗干净，并确保其完全透明，以便观察实验过程。

- 填充大容器至约三分之一的高度，水的量需要足够形成旋涡。

- 如果希望观察更清晰的效果，可以添加少量的食用色素使水变得有色。

2. 创建旋涡：- 将小容器放入大容器中心，确保小容器与大容器底部之间有一段距离。

- 轻轻旋转小容器，使其在大容器中形成一个初始的旋涡。

这可以通过用手指或搅拌棒在小容器内部轻轻搅动来实现。

3. 加速旋涡：- 当旋涡开始形成后，用搅拌棒或长木棍继续搅动小容器中的水。

沿着一个方向持续搅动，可以逐渐加速旋涡的形成和旋转速度。

4. 观察效果：- 随着旋涡加速，你将看到水在大容器中形成一个漩涡状的旋转流动，类似于龙卷风的形状。

你可以观察到水的中心部分下降，并形成一个向上的漩涡。

实验原理解释：水中龙卷风实验的原理涉及到涡流和动量守恒的概念。

在实验中，当你用搅拌棒或长木棍搅动小容器中的水时，水的初始速度会逐渐转移到整个水体中，产生一个旋涡。

这是因为液体具有流体特性，当受到外力作用时，它们会迅速传递并分布力量。

通过不断搅动水，你输入了机械能，这在水中产生了涡旋运动。

当你在小容器中搅动水时，水开始围绕着中心点旋转。

这是因为搅动产生了旋转速度，而水由于惯性而倾向于保持其原有的运动状态。

这导致了水在中心形成一个向上的漩涡。

在水中龙卷风实验中，动量守恒也起着重要的作用。

根据动量守恒定律，当一个物体受到力的作用时，物体的总动量保持不变。

在这个实验中，搅拌棒或长木棍施加了力量，将动量传递给了水体。

台风形成的原理是什么？

台风形成的原理是什么？每到夏季，沿海地区经常会受到台风侵袭。

台风在海洋上可以造成滔天巨浪，而一旦登陆，又会造成巨大的财产损失甚至人员伤亡。

环太平洋国家如美国、日本、韩国、中国、菲律宾、泰国等国家，每年都为了预报台风和减少台风损失做了许多工作。

台风为什么都在海洋上生成？台风为什么是涡旋形状的？北半球的台风为何总是逆时针的？台风是如何命名的？今天带着大家一起了解一下相关的知识。

台风的成因太平洋地区最容易形成台风，西太平洋地区形成的就叫台风，东太平洋和大西洋形成的就叫飓风，但是二者本质并没有区别。

气象学的问题往往都很复杂，人们还没有完全搞清楚台风的成因，但是科学家们基本统一的认识是：台风的形成需要两个条件——水汽和热量。

在夏季的海洋上，阳光强烈的照射会使得海水升温，造成海水的剧烈蒸发。

水面附近的水蒸气温度较高，受热膨胀之后就会上升，形成上升气流。

在水汽上升的过程中，环境温度逐渐下降，水蒸气就会液化，形成云和雨。

同时，高空处温度较低的空气会下降，形成对流。

但是如果仅仅是这样，不过就是夏天常见的对流雨，还没有形成台风。

如果阳光的照射十分强烈，在海平面附近的空气急剧上升，就会形成一个低气压区，周围的空气气压较高，形成气压梯度力，就会把空气推向低气压区，会形成风。

当这个风的速度达到10.8m/s，就称为热带低气压，达到17.2m/s，就成为热带风暴，达到24.5m/s就称为强热带风暴，达到32.7m/s就称为台风。

超强台风的风速可以达到50m/s以上，所到之处一片狼藉，是与地震比肩的自然灾害。

台风为什么是涡旋形状的？要理解台风为什么是涡旋形状的，首先我们需要理解一种力：科里奥利力，也叫做地转偏向力。

我们首先来看这样一个模型：有一个盘子，正绕着轴线逆时针转动，一辆汽车正在盘子中间沿着OA方向运动。

假如盘子不转动，车自然可以沿着直线走到A点；但是由于盘子的转动，车由于惯性，相对于盘子的路径就不再是OA，而变成了OB。

逆时针转向的奥秘

逆时针转向的奥秘作者：华兴恒来源：《青苹果》2013年第01期许多同学都观看过各种各样的体育比赛，有的同学还是体育比赛的运动员呢！不知道大家注意到没有，运动员长跑时都是沿着跑道逆时针奔跑，你有没有想过这是什么原因呢？下面我们就一起来探究日常生活中许许多多的逆时针现象，弄清其中的奥秘，激发探究热情和探究兴趣。

相信每个同学小的时候都玩过陀螺，比赛看谁的陀螺转的时间长，谁的陀螺转得快。

有时候还会让各自旋转的陀螺在一起碰撞，没有被碰倒的一方便是胜利者，常常会高兴地手舞足蹈，被碰倒的一方则常常会不服气，要求再一次进行比赛。

其实再一次进行比赛，一般也改变不了与上次同样的结局，这是何故呢？一、神奇的自然现象如果大家认真观察与探究就会发现：如果进行碰撞比赛的是两个大小不一的陀螺，一般是大个头的陀螺容易获胜；如果是两个质量不同的陀螺，质量大的容易获胜：如果是两个大小相同、旋转方向不同的陀螺，则逆时针方向旋转的陀螺容易获胜。

逆时针方向旋转的陀螺容易获胜虽然是在玩耍的过程中发现的，但这一重要结论却是普遍存在的。

到了寒冷的秋冬季节，大家都比较喜欢踢毽子，不仅可以锻炼身体，而且还可以暖身，可谓是一举两得。

如果大家仔细观察就会发现，鸡毛毽子从空中下落时，我们从上向下看去，就会发现毽子每次都是逆时针方向旋转的。

如果用羽毛球替代做这个实验，结果也不例外，仍是按逆时针方向旋转，只不过不是太明显，但只要能够看出它转动，就一定是沿着逆时针方向旋转。

如果大家注意观察秋天从树上下落的枯叶，特别是那些叶柄比较重的，当其下落时，我们从上向下看去，这些枯叶无一例外，也都是按逆时针方向旋转着下落的。

大家用过的废水倒入水槽，这些水从水管下泄时会形成漩涡，我们看下去，这些漩涡也是按逆时针旋转的，就连冲马桶时的水流也是逆时针旋转。

在河道的转弯处，水流常常会形成好多个漩涡，其中最大的那个漩涡一定是逆时针旋转的，这不仅与河流的流向没有什么关系，与漩涡靠河的哪一边也没有任何关系。

北半球地漏旋涡一定是逆时针旋转的吗？——从赤道线上乌干达小哥的“漏斗旋涡演示”谈科氏力的影响

第4期张华：北半球地漏旋涡一定是逆时针旋转的吗？469北半球地漏旋涡一定是逆时针旋转的吗？——从赤道线上乌干达小哥的“漏斗旋涡演示”谈科氏力的影响张华1)(流体力学教育部重点实验室，北京航空航天大学流体力学研究所，北京100191)摘要从乌干达赤道线上的一则漏斗旋涡演示出发，探讨了与科氏力有关的一系列问题。

分别讨论了引起旋涡强度变化的3个物理因素即彻体力无势、斜压性和黏性对实际生活和工程中旋涡生成的影响。

对地漏旋涡而言地转偏向力(无势力)只是决定其旋涡的次要因素，与黏性力密切相关的边界条件和初始条件才是决定地漏旋涡的主要因素；对影响气候的气旋和反气旋而言，地转偏向力是主要影响因素；讨论了大气温度梯度引起的斜压性和地转偏向力对大气环流、风带和高空急流的影响以及对飞行带来的影响；此外还介绍了地转偏向力对高速飞行物的影响、河岸冲刷与铁轨磨损现象、科里奥利错觉及其对飞行员的影响，最后介绍了科氏力在工程中的应用之一：科里奥利质量流量计原理。

关键词科里奥利力，地漏旋涡，气旋，急流，科里奥利错觉中图分类号：O35文献标识码：Adoi ：10.6052/1000-0879-18-087前一段时间一位乌干达小哥在赤道线上为游客们演示漏斗旋涡的一则视频引起了人们关于大自然奥秘的诸多感叹。

乌干达小哥分别用位于赤道标示线北侧约10m 的“北半球漏斗”、赤道线以南约10m 的“南半球漏斗”以及赤道线上的“赤道线漏斗”，在初始水流稳定的条件下，为游客们分别“完美地”演示出“北半球漏斗中形成顺时针旋涡”、“南半球漏斗中形成逆顺时针旋涡”以及“赤道线上漏斗不形成旋涡”的现象。

乌干达小哥的演示视频截图参见图1。

难道地球自转偏向力真有这么大的神奇力量、使得赤道线附近相距20m 之内3个容器中的流动显示出如此巨大的差别？实际上图1展示的是一场魔术秀，其演示的旋涡现象及其试图说明的科学原图1赤道线上乌干达小哥演示的漏斗旋涡视频截图(可扫码观看视频)本文于2018–03–05收到。

科里奥利力——精选推荐

顺时针？逆时针？——水中漩涡方向的初步探究■广东省东莞市东莞中学03级王嘉雯任晓君黄晓君萧艳芬指导老师：李宏定地理课上，老师说由于受地转偏向力的影响，液体和气体在北半球形成的漩涡是以逆时针方向转动的。

可很多时候，我们在家里洗手池中见到的情形却恰恰相反。

到底是顺时针还是逆时针呢？经过讨论，我们决定要研究研究。

首先，我们查阅了一些关于这个问题的资料。

原来，美国麻省理工学院机械系主任谢皮罗教授就曾做过关于容器流水漩涡方向与地球自转的实验。

他是通过洗澡观察到这一现象，并引发质疑的。

谢皮罗教授敏锐地注意到：每次洗澡，水流漩涡总是以逆时针的方向旋转的，难道这是一种特殊现象吗？他又自行设计了一个碟形容器，将水灌满。

每当拔掉碟形容器的塞子时，碟里的水也总是形成逆时针的小漩涡。

于是，他推想：流水漩涡向左旋转绝非偶然，而是一种有规律的现象。

谢皮罗由洗澡所看到的现象得到启发，后又通过其他类似情况的考察，进一步探索，终于找到了产生这一现象的原因。

1962年，谢皮罗发表论文，认为这种现象与地球自转有关。

由于地球是自西向东旋转，而美国又地处北半球，所以由于地心吸引力的影响，容器里的水总是沿逆时针方向旋转。

谢皮罗由此推论，北半球的台风同样是逆时针方向旋转的。

他还断言，在南半球情况则正好相反，即水是按顺时针方向形成漩涡的，赤道则不会形成漩涡。

我们又请教了几位物理老师，他们都提到了一种力——科里奥利力。

由于对这个力不了解，我们又在网上查阅了一些资料。

原来是一个名叫古斯塔·加斯佩德·科里奥利的法国人，在1835年最先应用数学方法描述了这种力的效应，所以科学界用他的姓氏命名了这种力，也有人称这种力为地转偏向力。

在北半球，科里奥利力使风向右偏离其原始的路线；在南半球，这种力使风向左偏离。

为了进一步了解科里奥利力，我们还查到了一个实验：先假设一小球在一逆时针旋转的圆盘上自圆心向边界的一点A移动。

由于小球有惯性，不受盘面的摩擦力影响，所以它不会跟随圆盘转动，而是按着线段α移动。

漩涡的旋转方向解释

漩涡的旋转方向解释漩涡是一种旋转的水流现象，通常在河流、湖泊、海洋等水域中出现。

在不同的地理位置和环境条件下，漩涡的旋转方向也会有所不同。

本文将从物理学和地理学角度，对漩涡的旋转方向进行解释。

物理学解释漩涡的旋转方向与科氏力有关。

科氏力是一种由地球自转引起的惯性力，它会对运动在地球表面的物体产生影响。

在南半球，科氏力会使得水流向左偏转，而在北半球则会向右偏转。

这是因为在南半球，地球自转的方向与水流的运动方向相反，所以会出现向左偏转的情况；而在北半球，地球自转的方向与水流的运动方向相同，所以会出现向右偏转的情况。

根据这个原理，我们可以得出以下结论：在南半球，漩涡的旋转方向通常为逆时针方向；在北半球，漩涡的旋转方向通常为顺时针方向。

这种规律并不是绝对的，因为漩涡的旋转方向还与其他因素有关，比如地形、流速、水深等。

但是在大多数情况下，漩涡的旋转方向会遵循这个规律。

地理学解释除了物理学原理，地理学因素也会影响漩涡的旋转方向。

以下是几种常见的情况：1. 河流中的漩涡河流中的漩涡通常是由于岩石、树枝等障碍物造成的。

这些障碍物会使得水流发生旋转，形成漩涡。

在河流中，漩涡的旋转方向通常与水流的运动方向相反。

如果水流是从左向右流动，漩涡的旋转方向就会是顺时针方向；如果水流是从右向左流动，漩涡的旋转方向就会是逆时针方向。

2. 湖泊中的漩涡湖泊中的漩涡通常是由于风力、水温差等因素造成的。

当湖泊表面受到风力的作用时，水流会形成旋转，形成漩涡。

在湖泊中，漩涡的旋转方向通常是顺时针方向。

这是因为风力通常是从西向东吹，使得水流向东流动，而漩涡的旋转方向则与水流相反。

3. 海洋中的漩涡海洋中的漩涡通常是由于洋流、海底地形等因素造成的。

在不同的海域中，漩涡的旋转方向也会有所不同。

比如在北大西洋，漩涡的旋转方向通常是顺时针方向；而在南大洋，漩涡的旋转方向通常是逆时针方向。

这与科氏力的作用有关，但也与其他因素有关，比如海洋环流、海底地形等。

科里奥利力习题

1. 当水通过水槽底部的孔泻出时，在孔的上方会形成漩涡，这是由于力
的作用导致的。

在北半球，形成的漩涡是方向旋转的；在南半球，漩涡是方向旋转的。

2. 汉口有平缓的江滩，而一江之隔的武昌却是江岸陡峭。

这是千万年以来江水在
力的作用下不断冲刷的江岸所造成的。

3. 由于力的作用，在北半球，自由下落的物体的落点会偏；由
于同样的原因，南半球自由下落的物体的落点会偏。

4. 赤道附近温度较高，会产生对流，使赤道两侧较冷的空气向赤道流动而形成贸易风，
即信风。

由于力的作用，北半球的贸易风总是风；而南半球的贸易风总是风。

墨西哥湾洋流顺时针的原因

墨西哥湾洋流顺时针的原因
1. 科里奥利力（Coriolis Force）：科里奥利力是地球自转引起的一种虚拟力，会影响流体运动的方向。

在北半球，科里奥利力会使流体向右偏转；而在南半球，则会向左偏转。

由于墨西哥湾位于北半球，科里奥利力使得洋流偏向右转，形成顺时针旋转的洋流。

2.风力驱动：风力是墨西哥湾洋流形成的主要驱动力之一、在墨西哥湾地区，常年吹来的东南贸易风以及夏季的热风都会对洋流产生影响。

东南贸易风会使得墨西哥湾洋流顺时针旋转，而夏季的热风则加强了这种旋转。

3.地形和海底地形：地形和海底地形也会对洋流的形成和方向产生影响。

墨西哥湾周围是一个相对封闭的海域，海岸线弯曲，内陆水道众多。

这些地形导致水流的受限和堆积，进而形成了顺时针旋转的洋流。

4.热力驱动：墨西哥湾地区受赤道热带气候控制，温度较高。

热力差异引起的海洋环流也是影响墨西哥湾洋流的重要因素之一、热带和副热带地区的热量输入使得墨西哥湾水域呈现高温状态，从而促使洋流形成顺时针旋转。

5.艾尔尼诺现象：艾尔尼诺现象是太平洋赤道地区的海洋和大气系统的周期性变化。

当发生艾尔尼诺现象时，热带东太平洋的暖水会向东南方向流动，使得墨西哥湾洋流向顺时针旋转。

总结起来，墨西哥湾洋流顺时针旋转的原因主要包括科里奥利力、风力驱动、地形和海底地形、热力驱动以及艾尔尼诺现象。

这些因素相互作用，形成了墨西哥湾特有的洋流系统。

涡旋运动

全球每年平均发生 62 个台风。大洋西部发生的台风比大洋东部发生的多得多。其中以西北太平洋海区为最多(占 36％以上)。南大西洋和东南大平洋至今尚未发现过有台风生成。
西太平洋台风的源地
菲律宾以东的洋面关岛附近洋面南海中部。
在南海形成的台风，对我国华南一带影响重大在菲律宾以东的洋面生成的台风向西或西北方向移动有时在我国华南或华东地区登陆，有时北上影响到我国东北、朝鲜半岛或日本。
2
r P V A r sin ( r sin ) r
2
当曲率半径趋于无穷时梯度风就变成地转风。所以地转风是梯度风的一个特例。
2) 旋衡风在赤道附近，科氏力很小，或者小范围的涡旋，因为半径很小，空气旋转运动时离心力很大，在这两种情况下科氏力相对于离心力可以忽略不计，这时主要为气压梯度力和离心力平衡，这种运动称为旋衡风（或旋转风）。
。
f y
L C u 2 4
罗斯贝波与重力波的差别：它只向一个方向传播它的波速比重力波波速小波速与波长有关，波长越长，则波速越小，当波长超过一定程度时，C 甚至可以变成负值，即波向西退。
§2．涡旋运动
涡旋运动←→高低压中心。在压强梯度力作用下，空气或海水由高压向低压运动并在科氏力作用下发生旋转。在北半球，在低压中心附近，沿反时针方向旋转，称为气旋。在高压中心附近，沿顺时针方向旋转，称为反气旋。在南半球旋转方向相反。
1.梯度风和旋衡风
1) 梯度风：在大气中，如果运动的曲率较大，空气运动时除受气压梯度力和科氏力作用外，还受到离心力作用。在这三个力平衡时空气的运动称为梯度风，
风力可达 15 米/秒，向内风速急增。

科里奥利力演示

fc存在条件：运动速度v和转动角速度ω必须同
时存在。
v与ω垂直fc最大；两者平行fc=0。
科里奥利力演示
科里奥利力的三个特征：
1）与相对速度成正比，故只有当物体相对转动参考系运动时才可能出现； 2）与转动参考系的角速度的一次方成正比，而离心力与角速度的二次方成正比，故当参考系的转动角速度较小，科里奥利力比离心力更重要； 3）力的方向总是与相对速度垂直，故不会改变相对速度的大小。
科里奥利力演示

科里奥利力演示
科里奥利力的应用
4.傅科摆（实验演示）
原理：摆动可以看做是一种往复的直线运动，在地球上的摆动会受到地球自传的影响。只要摆面方向与地球自传的角速度方向存在一定的夹角，摆面就会受到科里奥利力的影响，而产生一个与地球自转方向相反的扭矩，从而使得摆面发生转动。
科里奥利力演示
科里奥利力演示仪
事实上，卡皮罗现象是地球在自传过程中由于惯性引起的一种所谓科里奥利力造成的。
科里奥利力演示
科里奥(GaspardGustave de Coriolis), 法国著名科学家， 1835年发现科里奥利力，并用数学方法进行了论述。
科里奥利力演示
那么，什么是科里奥利力呢？
科里奥利力演示
当一个质点相对于惯性系做
科里奥利力演示
化学工程学院应用化学1301 张盼
科里奥利力演示
卡皮罗现象
20世纪40年代科学家卡皮罗发现了这么一个现象：水槽中的水在漏下时会产生逆时针的涡流。后来，他在水流下时故意用手指向相反的方向搅动，但手离开后漩涡又恢复了原来的旋转方向。这是否与漏水口的形状有关？于是他做了许多不同形状的漏水口，但是实验结果总是相同的。他对此困惑不解，于是到世界各地去做同样的实验，是他大为惊奇的是在南半球水流漩涡的方向与北半球刚好相反，在北半球是逆时针的而在南半球是顺时针的，在赤道附近两种情况几乎各占一半。卡皮罗喜出望外，他终于找到了结论，在原涡流的方向与地球上所处的位置有关。