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科学奥秘---排水的消旋

姜联合
生态环境、自然界认识的科学普及教育,融入中华传统文化原创形式
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科学奥秘---排水的消旋

姜联合编写编译

水的流动是由方向的,哪些因素影响水的流动方向?你知道水的科里奥利效应吗? 由地球的转动引起的科里奥利效应又是怎么回事?做个实验,解开这些谜团。

科学奥妙:

水在南半球将会按顺时针方向减速排出。

实验目的:

研究科里奥利效应是否对水的排出方式有影响。

背景资料:

通常认为水从水槽或卫生池中排出时存在科里奥利效应。这个实验表明如果你是在北半球水将会按逆时针方向排出,而在南半球则是按顺时针方向。

科里奥利效应是由地球的转动引起的。它是气流在北半球被拉向右(逆时针)、而在南半球被拉向左(顺时针)的原因。运动物体相对于地球表面运动的实际曲线轨迹就是科里奥利效应。飓风是最好的例子。它们在北半球转向右,在南半球转向左。

科里奥利效应的力量很弱。如果水槽或容器中水很少,将不能反映出科里奥利效应的影响。

卫生池和水槽按它们自己的方向排水。水的排出方式和它们的倒入方向以及容器的几何结构直接相关。水进入卫生池时的旋转方式将会影响水离开时的旋转方式。

水槽的不规则表面以及水龙头和排水渠的结构也会影响水的流动方向。

实验材料

· 水槽/塞子或矩形的容器

· 底部中间有一个孔的矩形容器

· 滑石粉、牙签(来证明水在旋转的某种物品)

· 水

实验步骤:

第一部分:

1.给一个水槽装满水;

  1. 在水的上表面上散上滑石粉,静置,直到滑石粉不再运动为止;

  2. 小心地拔下塞子,观察,看滑石粉是按照顺时针方向还是逆时针方向旋转。

  3. 重复两次以上。

第二部分:

  1. 重复上述第1步和第2步;

  2. 按顺时针方向旋转水;

  3. 重复上述第3步;

  4. 重复做第二部分两次以上。

第三部分:

9.重复上述第1步和第2步;

10.按逆时针方向转动水;

11.重复上述第3步;

12.重复做第三部分两次以上。

思考题:

  1. 什么是科里奥利效应?

参考答案:科里奥利效应是由于地球的转动引起的。它是气流在北半球被拉向右(逆时针),而在南半球被拉向左(顺时针)的原因。

2.旋风以哪种方式旋转?

参考答案:在南半球顺时针旋转,在北半球逆时针旋转。

3.在上述实验方法中的哪些步骤有可能产生错误?讨论这些错误可能会怎样影响你的结果。

参考答案:往水槽里倒水时产生的漩涡可能影响旋转;进入充满水的水槽拔塞子可能影响旋转。

  1. 我们还可以从其它哪些方面来进一步研究这个科学奥妙?

参考答案:我们还可以从一下几方面来进一步研究这个科学奥妙:水槽的大小、塞子是从里面还是从外面拔下、水的体积、(水)倒入容器/水槽时所引起的水的运动。