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墨水滴画成的旋风

科普小知识2022-07-29 15:26:35
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拿一块光滑的白色纸板,把它切成一个圆圈,中间插一根锋利的火柴杆,你可以做一个顶部,如图38右边所示,上面显示了它的实际尺寸。旋转火柴杆顶端不需要特殊技巧,只要把火柴杆顶端放在拇指和食指之间,转动它,然后很快把它扔在光滑的表面上。

现在,你可以用这个陀螺做一个有意义的实验。旋转圆纸之前,在上面滴几滴墨水。然后,没等墨水干了,盖子就被立即打开了。当它停下来的时候,再看一遍墨滴:每一滴墨都被画成一条螺旋线,这些墨滴画出的螺旋线看起来像旋风。

你看起来像旋风不是偶然的。你知道这张圆形纸上的螺旋线表示什么吗?这实际上是墨滴的轨迹。每一滴墨水在旋转时都会获得与坐在“魔法托盘”上的人完全相同的效果。

这些墨滴在离心力的作用下从中心向侧面移动,并且侧面纸张的旋转速度远大于墨滴本身的旋转速度。

在这些地方,那张圆形的纸似乎悄悄地滑到墨水滴下,跑到他们面前。结果,每一滴墨水似乎都落在了圆形纸的后面,并退到了圆形纸的半径之外。正是因为这个原因,它的路线显示出一个弯曲的形状,使我们在纸上看到弯曲的运动路径。

对于从高压处向外流动的空气流(所谓的“反气旋”)或流向低压处的空气流(所谓的“气旋”),效果完全相同。因此,墨滴画出的螺旋线可以说是真正旋风的缩影。