علوم پایه مقالات

آیا جهت چرخش آب در دو نیم‌کره متفاوت است؟

چرخش آب
نوشته شده توسط سید محمد حسین خلیلی

شاید شما هم این را شنیده باشید که جهت چرخش آب، هنگام تخلیه آب ظرف‌شویی یا وان در دو نیم‌کره شمالی و جنوبی زمین مخالف هم است. این یک تصور غلط و بسیار معمول است که آب در نیم‌کره شمالی در جهت عقربه‌های ساعت و در نیم‌کره جنوبی در جهت خلاف عقربه‌های ساعت می‌چرخد و علت آن اثر کوریولیس و شتاب ناشی از چرخش زمین است.
این باور این‌قدر ریشه دارد که در فیلم‌ها و داستان‌ها هم اشاراتی به آن را دیده‌ایم، برای مثال در فیلم «نقشه فرار» محصول ۲۰۱۳؛ شخصیت اصلی فیلم، به جهت چرخش آب در زمان تخلیه آب در سرویس بهداشتی اشاره می‌کند و از تغییر جهت چرخش، این استدلال را می‌کند که در جایی در حوالی خط استوا قرار داریم. اما آیا این مسئله درست؟

Escape-Plan-2013-2

گروهی در پاسخ می‌گویند که جهت چرخش آب در زمان تخلیه ناشی از اثر کوریولیس است.
اثر کوریولیس یا نیروی کوریولیس یک اثر ناشی از حرکت جسم در دستگاه مختصات چرخان است. نیروی کوریولیس یک نیروی واقعی نیست و به آن شبه نیرو می‌گویند.
اثر ناشی از نیروی کوریولیس واقعاً وجود دارد اما تنها در مقیاس‌های بزرگ دیده می‌شود، مانند طوفان‌ها و جریان‌های آب و هوایی؛ به‌عبارت‌دیگر نیروی کوریولیس آنقدر بزرگ نیست که تأثیر قابل‌مشاهده‌ای بر این‌گونه حرکات داشته باشد.
سوءتفاهم از آنجایی شروع می‌شود که فیزیکی که حاکم بر یک جریان جوی و طوفان است را به یک فنجان یا سینک ظرفشویی تعمیم می‌دهیم. در یک سینک ظرف‌شویی، شکل ظرف و حرکات آب بسیار اثرگذارتر هستند و نیروی کوریولیس در چنین مقیاسی آنقدر کم است که تأثیر تعیین‌کننده‌ای نخواهد داشت. جریان‌های موجود در آب حتی ممکن است تا یک روز بعد از پر کردن ظرف در آن باقی بمانند.
در سال ۱۹۶۲ آشر شاپیرو، متخصص مکانیک سیالات در ام آی تی، در آزمایشی نشان داد که نیروی کوریولیس بر جهت چرخش آب هنگام تخلیه در یک ظرف تأثیر می‌گذارد اما این اثر آنقدر کوچک است که توسط عوامل دیگر تحت تأثیر قرار می‌گیرد. او آزمایش خود را با پر کردن یک ظرف بزرگ کم‌عمق با آب شروع کرد. آب را طوری وارد ظرف کرد که در جهت عقربه‌های ساعت در ظرف بچرخد. سپس با یک پلاستیک روی ظرف را پوشاند تا جهت جریان هوا روی آب تأثیری نداشته باشد. ۲۴ ساعت صبر کرد تا هرگونه حرکت در ظرف از بین برود. زمانی که درب محفظه زیر ظرف را برداشت تا آب تخلیه شود، در ابتدا چرخی را مشاهده نکرد، پس از مدتی درنهایت آب در خلاف عقربه‌های ساعت شروع به چرخش با سرعت بسیار کم کرد. چند سال بعد، تیمی در دانشگاه سیدنی این موضوع را برای نیم‌کره جنوبی نشان دادند.
البته ظرفی که آشر شاپیرو و همکارانش از آن برای آزمایش استفاده کردند، یک ظرف دایره‌ای ۶ فوتی بوده است و در نهایت تأثیر کمی از نیروی کوریولیس مشاهده‌ شده است. این در حالی است که این ابعاد بسیار بزرگ‌تر از یک سینک می‌باشد.
احتمالاً شما جهت چرخش را در منزل یا محل کارتان همواره ثابت می‌بیند. علت این جهت بخصوص در آن مکان بیشتر از آنی که حاصل اثر کوریولیس باشد، ناشی از شکل و جریان ورودی آب است.

درباره نویسنده

سید محمد حسین خلیلی

۲ دیدگاه

دیدگاه شما چیست