马桶漩涡方向可以判断南北半球吗不能,但是

在《名侦探柯南》中有一集说的是，柯南通过抽水马桶中旋涡的旋转方向判断出了处于南半球还是北半球，不得不感叹这个永远长不大的小学生睿智和渊博的知识，他判断的依据就是科里奥利力。科里奥利力是法国物理学家科里奥利为了修正牛顿力学的缺陷提出的。没有说错吧，牛顿不是神吗？他怎么还会错呢？牛顿确实会错，而且错的还挺离谱，这是因为牛顿力学的基础就错了，牛顿力学有一个前提条件，那就是绝对空间的存在，牛顿力学中所有的系统都是在相对于绝对空间运动，必须要在惯性系中才成立，要是系统中存在加速度牛顿力学就不成立了，后来爱因斯坦就是由此提出了狭义相对论。水桶实验是牛顿提出的，大意就是如果用长绳吊一水桶，让它旋转至绳扭紧，然后将水注入，水与桶都暂处于静止之中。再以另一力突然使桶沿反方向旋转，当绳子完全放松时，桶的运动还会维持一段时间；水的表面起初是平的，和桶开始旋转时一样。但是后来，当桶逐渐把运动传递给水，使水也开始旋转。于是可以看到水渐渐地脱离其中心而沿桶壁上升形成凹状。运动越快，水升得越高。直到最后，水与桶的转速一致，水面即呈相对静止。依据实验，水面只有在和水桶相对静止时（都不转或者一起同步旋转）才是平的，其他时候都是弯曲的，这就说明水的运动倾向不依赖于水相对周围事物的相对运动，而是取决于某个绝对参考系，这就是牛顿所说的绝对空间。看起来问题解决了，可是绝对空间在哪啊？牛顿没有说，后来人们说那就是以太，当然了，我们现在知道以太不存在，爱因斯坦就是否定了以太的存在提出了相对论，不过第一个反对牛顿的却不是爱因斯坦，而是马赫。马赫是一位科学大神，爱因斯坦一直尊称他为老师，他有一个教子就是著名的泡利，马赫认为绝对空间看不见摸不着，你牛顿怎么知道它存在啊，虽然你是上帝的宠儿，你也不能这么胡编乱造啊。马赫用整个星空背景取代了牛顿的绝对空间概念，马赫认为如果桶中水相对于整个星空背景无转动，水面是平的。当水相对于星空背景有转动时，水面是凹的。马赫的解释中，不需要绝对空间。表面看，马赫似乎只是用整个星空背景替代了牛顿的绝对空间。但二者却大有不同，马赫的解释是可以检验的，星空背景是人人都可以看到的，而绝对空间是检验不到的。其实不用这么麻烦，就在牛顿力学内部我们也可以推导出牛顿力学的缺憾。我们都在游乐场中玩过旋转木马，旋转木马就无法用牛顿力学解释。在乘坐旋转木马的时候，我们都会感到要向外飞出去，因为我们的速度在不断的改变，我们就有了加速度，速度方向的改变也是加速度，并不是只有速度数值的增加或者减少才叫加速度，既然有了加速度，依据牛顿第二定律，那么我们一定就是受到了力，可是为什么我们没有飞出去，依照牛顿力学的解释，我们和马鞍之间的摩擦力抵消了这种向外飞的力，因此我们仍然保持静止状态，没有飞出去，到现在为止，牛顿力学还有用呢。不过这是我们站在地面上看的，但是对于坐在旋转木马上的我们来说，情况就不是这样了，在旋转木马上，我们受到了地球重力和马鞍对我们的支持力，这两个相互平衡就不考虑了，可是在水平方向呢，我们只受到了一个摩擦力，按照牛顿力学，受到了力就应该有加速度，我们就应该朝旋转木马的圆盘中心运动，可是我们没有运动啊，这说明牛顿力学是存在缺陷的。为了解决这个难题，科学家们违心的制造出了一种离心力，就是离心力和摩擦力平衡了，我们才没有向圆盘中心运动，不过要注意了啊，离心力是不存在的，这只是科学家们为了弥补牛顿力学的缺陷同时为了计算方便假设出来的一种力。要是觉得坐在木马上觉得闲得无聊，要站起来走两步呢，那就产生了科里奥利力了，不过谁会在旋转木马上走两步啊，安心坐在木马上共享人间繁华不香吗？为什么要站起来走两步，那多危险啊，这不是有病吗？要是这样说的话，我们每个人都有病，因为我们每天都在旋转木马上走动，别忘了，我们的地球每时每刻都在自转，这就是一个巨大的旋转木马，我们是不是每天都在地球上走动，所以说我们大部分时间都在感受科里奥利力。现在我们知道了产生科里奥利力的条件，一是处于一个旋转参考系中，比如旋转木马比如地球，二是要有相对运动。下面我们来看看科里奥利力有多大，先来推导一下科里奥利力的公式。为了推导公式方便，麻烦阁下先从旋转木马上下来，我们用一个小球代替你，毕竟老这么转下去容易头晕，而小球就无所谓了，另外把旋转木马也简化一下，就是一个旋转的圆盘，这可不是我偷懒，科学家们就是这么玩的，他们说这叫奥卡姆剃刀原则。现在的情况就是小球m在转动参考系（其实就是圆盘）中沿着光滑凹槽运动（木马我给拆掉了）。小球的质量是m，速度是v，w是圆盘转动的角速度，这是一个恒定值。先从地面上看吧，这就是以地面为参考系了。小球的受力是：注意圆圈里面的部分啊，我们等会儿还要用的。从圆盘上看呢，小球的加速度就是：注意到没有，这两个圆圈内的加速度是一样的。现在把地面上看到的牛顿第二定律的表达式，就是它。带入到圆盘中去，就成了这样。注意划线的这一部分啊，这就是惯性力，是不存在的，是科学家假设出来的，其中一部分就是我们前面所说想离心力，那么另一部分呢，自然就是科里奥利力了。现在我们得到了科里奥利力的公式了，不过是负的啊。现在清楚了科里奥利力的公式，我们可以看看柯南的是不是正确了。先看我们地球自转的角速度吧，这个大家都知道的，我们地球自转一圈就是一天，就是24小时，大约就是0.rad/s，这个角速度有点太小了，也确实啊，要不怎么我们每天在地球上转啊转啊不头晕呀。再看一下水流速度，这个还真不好说，为了好计算，随便说一个吧，就算10m/s吧，抽水马桶绝对没有这么快的速度，要远比这速度小。这样算下来，科里奥利力的加速度大约就是0.m/s^2，这个加速度有点太低了，就是蜗牛也比这快太多啊。要是马桶直径1米（这也是不可能的）的话，从马桶边缘到中心科里奥利力产生的位移还不到0.5mm，这点影响当然是微不足道的了，所以以后不要被影视剧骗了，影视剧嘛，看个热闹就算了，千万不要指望学什么知识。那么柯南这种想法是从哪里来的呢，他是从傅科摆得到的灵感。傅科也是法国科学家，他用傅科摆证明了地球自转，而且傅科摆确实在南半球和北半球的偏移方向不一样，用傅科摆确实可以判断是处于南半球还是北半球，而且在赤道上不偏移，为什么傅科摆可以呢？因为傅科摆太大了。傅科摆傅科摆高67米，下面的铁球重28公斤，可以想象一个这么大的马桶吗？即便是这样，在下面的直径6米的沙盘上，偏移距离也不过3mm，要是放在马桶中还是肉眼不好看出来。既然科里奥利力这么微弱，那有什么用啊，难道只是科学家们为了显示自己的高智商吗？当然不是，因为地球上比马桶大的东西太多了。比如风，在蒸汽机出现之前，人们都是依靠帆船航海，可是风向变幻莫测，谁能知道往哪个方向吹啊，别早上出门晚上就给吹回来了，就白费劲了，不要着急，科里奥利力来帮忙了。由于存在科里奥利力，北半球的大气流动会向右偏转，南半球呢，自然就向左偏转了，这就是贸易风。这就是信风还有龙卷风的形成也和科里奥利力有莫大关系。龙卷风其实就是热带气旋，热带气旋的动力就是低气压中心与周围大气的压力差，周围大气中的空气在压力差的驱动下向低气压中心定向移动，这种移动受到科里奥利力的影响而发生偏转，从而形成旋转的气流，这就是龙卷风。龙卷风在北半球沿着逆时针方向而在南半球沿着顺时针方向。这也是柯南判断抽水马桶漩涡方向的依据。看看这龙卷风在南半球还是北半球风不管怎么说都还是难以捉摸的东西，要是固定的东西受到科里奥利力的影响的也有的。比如河道的一边冲刷的一般比另一边厉害一些，这就是科里奥利力的影响，这在南半球和北半球的方向也是相反的。现在我们终于找到了一个利用科里奥利力可以判断南半球北半球的方法了，只要看看河床的冲刷程度就可以了，不过没有必要啊，我们都能看到河床了，凭借常识也知道这是南半球还是北半球啊，南半球和北半球的春夏秋冬是相反的，还是用不上科里奥利力。科里奥利力是神奇大自然的一个小小奇观，这也证明了人类理性的伟大，只要我们善于思考，大自然的谜终会被我们一个个解开。

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