Водоворот – занимательное явление, появляющееся в реках, морях, океанах и прочих водоемах. Кроме того, его можно следить и в совершенно обыкновенных условиях – например, при сливе воды в раковине или ванне. Рассмотрим причины и механизм настолько необыкновенного ее поведения.
Стоит отметить, что водовороты в природе и в домашних условиях – различные явления. Если наполнить раковину либо ванну большим количеством воды, а затем резко открыть сливное отверстие, жидкость начнет кружиться по спирали. Подобное ее поведение еще называется вихрем. Главная причина его возникновения заключается в движении молекул, из которых состоит вода.
На этот процесс воздействуют 2 фактора: скорость движения и вязкость – сопротивление течению. Как только открывается сливное отверстие, молекулы воды, находящиеся прямо над ним, начинают быстро перемещаться вниз под воздействием силы тяжести. Вдобавок жидкостям и газам присуща вязкость или внутреннее трение.
Суть данного явления состоит в том, что хаотично шевелящиеся молекулы переносят импульс между слоями, тем самым выпрямляя скорость перемещения. Собственно поэтому вода в образующемся вихре будет двигаться горизонтально. А как только часть жидкости начинает вращаться по спирали, в этот процесс вовлекаются и все остальные молекулы.
Скорость движения элементов воды в вихре неодинаковая: чем ближе к сливному отверстию, тем она выше, и наоборот. Центральная часть водоворота, представляющая собой воронку, заполняется воздухом. С уменьшением численности воды в раковине этот воздушный столб опускается все ниже и ниже в трубу. Вихрь достигает пика своего развития непосредственно перед моментом, когда вся вода сольется в отверстие.
Причины и механизм водоворотов в природе
В естественных условиях водоворот представляет собой перемещение поверхностного слоя воды по кругу, которое начинается на определенных участках водоема или руслового потока. У этого явления несколько причин:
- слияние 2-х течений;
- резкое расширение русла;
- обтекание препятствий, выступов берега.
Когда встречаются два течения, на границе их потоков образуется вращательный момент. Если в его центре вода опустится ко дну, на смену ей придут новые потоки из внешней массы. Согласно закону сохранения импульса, чем меньше радиус вращения, тем выше скорость течения водных потоков, как и в случае со сливом воды в раковине. Течение приобретает спиральную форму, а на поверхности водоема мы видим воронку, которая образована центробежной силой.
Водовороты бывают непрерывными и сезонными, а еще эпизодическими. В морях и океанах они возникают из-за волн (приливных и отливных), которые сталкиваются друг с другом, и встречных течений. Скорость течения воды в подобном вихре может быть немало высокой. Диаметр водоворота также колеблется от пары см до нескольких километров. Самые большие воронки встречаются в открытом океане.
Примечательно, что в гидрологии относительно больших рек используют слово «суводь». Это явление, во время которого вода начинает вращаться за выступом берега, отчего врезается в речное русло. Притом если это левый берег, так вращение случается против часовой стрелки, а если правый – по часовой.
Препятствием для течения может стать и искусственный объект, например, опора моста. А в быстрых реках – аж камень. Суводь диаметром в несколько десятков метров обычно трудно разглядеть издалека, поскольку вода в ней движется плавно. В малых суводях воронка неплохо видна благодаря стремительного перемещения водных потоков.
Водоворот в водоемах появляется в результате столкновения двух течений, резкого расширения русла или препятствия, которое обтекают потоки. Они являются фактором вращательного момента, из-за которого слои воды сменяют друг друга и движутся с разной скоростью по спирали, образуя воронку. В раковине молекулы воды также перемещаются по спирали под действием сил тяжести и внутреннего трения.
Спасибо что дочитал!Поставь лайк,подпишись не ленись;)Отправь статью друзьям