Миф о вращении воды: правда ли, что слив зависит от полушария? 0:28
Существует устойчивое поверье, подогреваемое массовой культурой, включая сериал «Симпсоны», что вода в раковинах и унитазах закручивается в разные стороны в зависимости от того, в каком полушарии Земли находится человек. Автор канала Veritasium решил развенчать этот миф, объединившись с Дестином из проекта SmarterEveryDay для проведения масштабного эксперимента. Как выяснилось, бытовые примеры вращения воды — это лишь иллюзия, не имеющая ничего общего с фундаментальными законами физики, действующими в масштабах планеты.
Разрушение бытового заблуждения 1:11
Вопреки распространенному мнению, идея о том, что направление слива воды в раковине определяется полушарием, является не более чем заблуждением. Если человек попробует проверить это самостоятельно, он столкнется с крайне противоречивыми результатами: вода в одной и той же емкости может закручиваться как по часовой стрелке, так и против неё, причем без какой-либо закономерности.
По мнению автора канала Veritasium, в любой емкости с водой всегда присутствует остаточное движение — вода никогда не бывает идеально неподвижной. Именно эти случайные микроскопические течения, а не сила Кориолиса, определяют направление водоворота в повседневных условиях.
Эксперимент: как увидеть «невидимый» эффект 2:08
Чтобы по-настоящему изолировать эффект вращения Земли, необходимо полностью исключить любые другие источники движения воды. Для этого был проведен контролируемый эксперимент:
- Использовался детский бассейн диаметром 5 футов (около 1,5 метров).
- Бассейн заполнялся водой против часовой стрелки, чтобы исключить влияние процесса наполнения на финальное направление слива.
- Вода отстаивалась в течение 24 часов, чтобы затухли все внутренние движения.
После того как вода была подготовлена, был открыт слив, а для визуализации потоков в четырех кардинальных точках бассейна добавили пищевой краситель. В итоге вода начала закручиваться по часовой стрелке — именно так, как предсказывает физика для Южного полушария. Тем не менее, автор подчеркивает, что этот эффект крайне слаб и требует экстраординарных усилий для фиксации. В реальной ванне или унитазе любые другие источники углового момента полностью подавляют действие силы Кориолиса.
Физика явления: сила Кориолиса в действии 4:13
Сила Кориолиса действительно существует, и чтобы понять её механику, стоит представить бассейн, край которого касается Южного полюса. Земля совершает один оборот в сутки, но из-за формы планеты точки на разном удалении от полюса движутся с разной линейной скоростью:
- Внешний край бассейна, находящийся дальше от полюса, преодолевает большее расстояние за сутки и движется быстрее в восточном направлении.
- Ближний к полюсу край движется медленнее, вплоть до нулевой скорости в самой точке полюса.
Когда вода начинает сливаться, частицы, находящиеся дальше от полюса, движутся слишком быстро относительно сливного отверстия и опережают поток, в то время как частицы ближе к полюсу отстают. Именно эта разница скоростей создает вращение по часовой стрелке в Южном полушарии. Аналогичным образом формируются циклоны: области низкого давления заставляют воздушные массы устремляться к центру, и под воздействием вращения планеты они закручиваются в соответствии с полушарием.
