| Rotirea apei la scurgere | |
|---|---|
| Se refera la | hidrodinamică |
Învârtirea apei în timpul unei scurgeri este un „fapt” bazat pe observarea mișcării apei într-un vârtej care are loc atunci când aceasta se varsă în orificiul de scurgere al unei chiuvete sau al unei căzi. Există o credință larg răspândită că apa se învârte în direcții diferite în emisferele sudice și nordice ale Pământului , ceea ce se explică prin rotația Pământului și acțiunea forței Coriolis .
Potrivit unor concepții greșite, o persoană care se află, de exemplu, într-o cabină de duș pe o navă maritimă, schimbând direcția de rotație a apei la scurgere, ar putea determina traversarea ecuatorului de către navă . Criticii acestei afirmații susțin că atât în emisfera sudică, cât și în emisfera nordică, o pâlnie dintr-o chiuvetă obișnuită se poate răsuci atât în sensul acelor de ceasornic, cât și în sens invers acelor de ceasornic, în funcție de geometria fluxurilor din lichid, de caracteristicile individuale ale geometriei unei anumite băi și structura suprafeței sale (de exemplu, rugozitatea) și configurația sistemului de canalizare. Ei explică acest lucru spunând că numărul Rossby este prea mare pentru acest fenomen, adică amploarea fenomenului este prea mică pentru a fi afectată semnificativ de efectul Coriolis.
În practică, efectul se manifestă doar în experimente atent planificate, efectuate departe de ecuator, care folosesc vase strict simetrice, multe ore de decantare a lichidului înainte de măsurare și controlul condițiilor externe (stabilitatea temperaturii și absența fluxurilor de aer). [unu]
În experimentele de laborator , în care s-au luat măsuri de precauție speciale pentru a exclude perturbările accidentale (simetria formei vasului a fost menținută cu strictețe, lichidul a fost depus mult timp înainte de scurgere, a fost prevenit efectul curenților de aer), s-a confirmat. [2] [3] că, la fel ca în emisferele nordice [ 4] [5] [6] , și în emisferele sudice [7] fluidul primește rotația prezisă de teorie. Filmarea unuia dintre aceste experimente a fost inclusă într-o serie de filme de antrenament în mecanica fluidelor produse de National Fluid Mechanics Film Committee [8] . În unele experimente [9] s-a observat o schimbare a direcției de rotație a lichidului când suprafața lichidului s-a apropiat de fundul vasului.
Pentru experimentele acasă (scurgerea apei din baie ), datele experimentale sunt diferite. Există o observație că în condiții ideale, cu grija cuvenită și cu pregătirile adecvate, se poate observa efectul răsucirii, datorat numai forței Coriolis, iar acasă [10] - în emisfera nordică, apa se va învârti în sens invers acelor de ceasornic, și în sud - în sensul acelor de ceasornic, totuși, textul articolului nu oferă dovezi că experimentul a fost efectuat pentru mai multe băi, astfel încât direcția de rotație se poate datora asimetriei aleatorii a unui anumit vas.
Cunoscutul manual de hidrodinamică al lui Milne-Thomson afirmă că direcția de rotație depinde de temperatura apei [11] , deși această observație se poate datora faptului că baia a fost umplută cu apă caldă și rece prin diferite robinete. , ceea ce ar putea duce la mici răsuciri inițiale în direcții diferite.
Există rapoarte de dovezi experimentale directe ale absenței unei direcții predominante de răsucire pentru scurgerea din băi [12] [13] . În plus, în favoarea echiprobabilității răsucirii la stânga și la dreapta pentru un număr mare de băi, experimente cu scurgerea lichidului din vase cu un grad inegal de rugozitate a secțiunilor individuale ale fundului și pereților și o locație asimetrică a găurii de scurgere. [14] , precum și experimente de modelare a unui fenomen similar - generarea de vortexuri de aer ascendente în timpul încălzirii suprafeței subiacente [15] .
Există, de asemenea, opinia conform căreia în experiment este imposibil de observat efectul răsucirii, datorită doar forței Coriolis, deoarece la anumite numere Reynolds , instabilitatea apare întotdeauna în fluxul axial [16] , ceea ce duce la apariția în sensul acelor de ceasornic. sau rotire în sens invers acelor de ceasornic cu probabilitate egală .