馬桶沖水漩渦由地球自轉引起？這是真的嗎？

地球不停自轉，對我們來說，它就是一個巨大的非慣性系，這就是科里奧利力的舞臺。但它一定是馬桶中漩渦的成因嗎？那倒未必。

但是我們只要稍微估算一下，就能知道水流漩渦產生的原因是不是科里奧利力了。假設水流跑得跟劉翔差不多快，大約10米每秒，而且速度完全平行于地面。即使這樣，水流受到的由于科里奧利力產生的加速度最多也只不過是0.001米每平方秒。如果馬桶的直徑有1米，而水流是從馬桶邊徑直沖向中心的話，到達中心的時候由于科里奧利力產生的偏轉還不到半毫米，根本就產生不出什么看得見摸得著的效應，更何況是我們平時看見的漩渦了。如果連在這個巨型馬桶中的水流都產生不出看得見的效應的話，就更別說那些小馬桶和排水口了。

實際上，排水口和馬桶中產生漩渦的原因多半是它們自身的構造。有的馬桶就是特地設計漩渦式沖水的，這樣的話無論你把它挪到地球上什么地方它都只能產生同一個方向的漩渦。而對于一般的排水口，由于結構，有時候它們會偏好形成某個方向的漩渦，而更多的時候是兩種旋轉方向的漩渦都會出現。科里奧利力的貢獻實在非常微小。這并不是它的過錯，主要是因為地球轉得實在太慢了，24小時才轉一圈。在快速旋轉的參考系中，科里奧利力的影響也還是不可小覷的。

咖啡杯

在一些大型游樂場之中有這么一種游戲設施，它是一個很大的轉筒，里邊可以站很多人。當人們站好在里邊之后，轉筒就開始轉動。根據我們的日常經驗，人們在里邊會受到離心力的作用，然后就都貼到筒上了。這個時候，地板就會突然挪開，人們就像貼在墻上一樣。這時如果在里邊拿出一個小球，讓它做自由落體運動的話，你不僅會發現小球受到離心力的作用而向你的方向偏轉，還會發現它很快地從你面前飄開，這就是科里奧利力的作用了。在一些別的以旋轉為賣點的游藝設施(比如說咖啡杯)里邊也同樣能觀察到這種效應。我們能在這些游藝設施中觀察到科里奧利力的明顯效應，就是因為它們的旋轉速度比地球快多了。

發表于 2017-03-28 00:00
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