https://www.kepu.net.cn/ydrhcz/ydrhcz_zpzs/ydrh_2021/202109/t20210927_495295.html但世界上的各个角落里,都不免有那么几个喜欢抬杠又爱钻牛角尖的科学家,而麻省理工大学的流体力学教授阿舍尔 夏皮罗(Ascher Shapiro)就是其中之一。
他认为,如果不受任何因素的干扰,即使水池再小,科氏力一定会留下属于它的漩涡,能够被我们捕捉到!
尽管许多科学家都明白这个道理,但却几乎没有人有勇气去做实验验证。因为这个似乎在家中厨房里都可以完成的简单实验,实际上存在着一些不可预知的困难。
水池中的漩涡(图片来源:technologyreview)
1962年,夏皮罗决定尝试挑战这个难题。麻省理工大学所在的纬度是42 ,在流速近乎5 mm/s时,科氏力只有当地重力的3000万分之一,为了排除所有因素的干扰,他对测试的各个细节都进行了精心设计。
首先,他选择了一个直径约为1.8米,深度约为0.15米的圆柱形水池,底部中间有一个直径约为1厘米的排水孔,并用塞子进行密封。
此外,他还尽量去除水中的杂质,并调节室内的温度来控制温度的变化。而为了防止气流的干扰,他还在水池的顶部覆盖了一层塑料薄膜。
最容易忽略的一点是,水池充满水后,水体还会残留微小的运动,这甚至会存在数个小时。为了完全规避掉这部分运动的影响,夏皮罗将水池中的水顺时针搅拌旋转,以抵消科氏力在北半球产生的逆时针的漩涡。
经过24小时的沉淀后,夏皮罗小心翼翼地拔下塞子。
在前12-15分钟,他几乎观察不到任何旋转的痕迹。然而,随着时间一分一秒地流逝,在不知不觉中,漩涡逐渐显示出了逆时针的旋转状态。
在各因素被严格控制的条件下,夏皮罗最终印证了北半球的科氏力,确实可以使水池中的漩涡发生逆时针旋转。
【 在 peniy 的大作中提到: 】
: 水槽旋转方向和科氏力无关,是必考内容。
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