马桶底部为什么会有四个孔图解(马桶底部三个孔图解)

马桶底部为什么会有四个孔图解(马桶底部三个孔图解)

首页家庭维修马桶更新时间:2021-12-11 04:35:19

相信很多朋友都在电影《金蝉脱壳》里面看到过这样的情节:男主被关押在一个不知名的地方,但是他根据马桶流水的漩涡判断出自己身处于北半球,并通过六分仪计算出纬度,从而得到自己所处的位置。

由此很多人都认为在南半球和北半球马桶水流的漩涡方向相反,并大肆宣扬这一“科学常识”。然而这一理论是错误的,马桶中水流不会在地球的作用下产生漩涡的。我们之所以能够看到漩涡,是因为马桶的水在下流时并不是平静的,存在一个初始的搅动力,在水流下泄的过程中,这个搅动被逐步放大,从而产生了肉眼可见的漩涡。

那些“马桶漩涡转向与所处半球有关”的拥趸者为他们的理论找到了看似科学的依据:因为地球自西向东地自转,受惯性作用的影响,南北半球上运动的物体就会有不同方向的偏转,北半球偏右,南半球偏左,于是水流就会产生不同方向的漩涡。

这种理论给破除谣言带来了很大的阻力,因为他们所使用的依据是正确的,但是与结果之间并没有必然的联系,其中的逻辑错误普通人很难意识到。由于地球自转的影响,会产生一种力,科学家就把它称作为科氏力。对于地球上运动的物体,特别是流体受到科氏力的影响就非常大。比如说北半球的河流,它右边的河床受到的冲刷就特别厉害,这就因为有科氏力的影响产生的。然而在日常生活中,科氏力的作用就很有限,影响其实是微乎其微的。

因为马桶中水流漩涡形成,除了有科氏力的影响之外,更多的还是受到初始动力,下水道螺旋的形状 ,还有马桶的形状等等因素的影响,与这些因素相比,科氏力的影响几乎可以忽略不计。

科氏力产生的漩涡的转动频率正比于地球的自转频率,地球每天转一圈,那么自转对漩涡的影响要乘以1/86400,是相当小的一个量。

同时马桶水流的漩涡的转动频率正比于容器的直径除以小孔的直径,然后再平方。一般来说正常的马桶直径为30~50cm,下水孔的直径为3~4cm,那么它对于漩涡的影响要乘以(0.5/0.04)^2,也就是156.25倍。

两者进行比较便可以清楚的发现,地球自转导致的科氏力漩涡对水流的影响是极小的,甚至都比不上马桶型号不同对漩涡频率的影响,所以说这就是这个“伪科学”理论中逻辑错误的地方。

有人就此时做过相关实验,在一个水盆底部打孔,装满水后在确保无任何外界影响因素的状况下拔开底部的塞子,水流是垂直下泄的,并没有产生向左或是向右的漩涡。这表明了地球的自转对于水流漩涡的产生影响是微乎其微的,只有当实验容器足够大是才能看出微小的漩涡。

水流下行中产生的漩涡,是通过角动量守恒,将微小的地球自转角速度放大到肉眼可见的尺度,从而产生的。那么在抽水马桶这样的日常的小型水容器中,由于各种各样的原因导致内部的水势必有一个微弱的,但是比地球自转快得多(比如说几分钟转一圈)的转动,同样通过角动量守恒的放大,必然会掩盖掉地球自转产生的效果。

因此,大家平常看到的马桶水流漩涡的方向,和南北半球一点关系都没有。

本文参加【科学V计划】,内容为作者原创。

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