Příroda čaruje - a točí vodou, která mizí v odpadu - téměř vždy stejným směrem. Na severní polokouli směrem doprava a na jižní doleva. Nebo je to úplně jinak? (délka blogu 3 min.)
Voda, která vytéká do odpadu, vytváří dříve nebo později vodní vír. Traduje se, že na severní polokouli takové víry míří doprava a na jižní směrem doleva. Ve skutečnosti je to ale pravda jen napůl. Směr, kterým rotuje vodní vír, určuje sice fyzika, vliv na něj má ale ledacos - nejméně pak geografická poloha.
Coriolisova síla
Zeměpisná poloha má někdy opravdu značný vliv. Může za to - tzv. Coriolisova síla.
Coriolisova sílapatří mezi zdánlivé síly - je to setrvačná síla působící na tělesa, která se pohybují v rotující soustavě. Takovou soustavou je například i naše Země, která se otáčí kolem své osy. Útvary, které pohybují po jejím povrchu, musí nutně také ochutnat její působení. |
Pokud se díky pohybu tělesa mění jeho vzdálenost od osy (centra) otáčení, působí na něj síla, která je kolmá na spojnici mezi tělesem a osou.
Při pohybu směrem ke středu (ose) působí Coriolisova síla ve směru otáčení. Při pohybu od středu naopak proti směru otáčení.
Tato síla způsobuje například charakteristické chování tlakových výší a níží v naší atmosféře.
Pokud to tedy funguje u tlakových níží a výší, jistě Coriolisova síla působí i na vír, který se tvoří v odtoku vany, jak by se mohlo zdát. Je to ale fyzikální klam.
Coriolisova síla a vír ve vaně
Ve skutečnosti mají totiž na směr, kterým se bude otáčet voda při opuštění vaší vany, vliv úplně jiné faktory.
O tom, jestli mají na jev vliv spíše lokální podmínky nebo Coriolisova síla, svědčí tzv. Rossbyho číslo. Je to v podstatě poměr mezi setrvačnou silou a Coriolisovou sílou.
Ze vzorce pro Rossbyho číslo vyplývá, že je přímo úměrné charakteristické rychlosti (daného jevu) a nepřímo jeho velikosti.
V praxi to znamená, že takový atmosférický jev jakým je například tornádo, vykazuje díky vysokým rychlostem i vysoké Rossbyho číslo (typicky kolem 1000). Tlaková níže s obřími rozměry pro změnu bude mít Rossbyho číslo menší než 1.
U jevů, které se charakterizují vysokým Rossbyho číslem, je vliv Coriolisovy síly minimální.
Vodní vír ve výlevce můžeme bez obav zařadit k “velice malým jevům” - rozhodně jsou jeho rozměry daleko menší než rozměry typické pro tlakovou níži nebo výši v atmosféře. Už z tohoto důvodu je jeho Rossbyho číslo hodně vysoké.
Co má tedy vliv na vodní vír u vany?
Coriolisova síla tu působí díky malým rozměrům jevu - jen velice slabě. Teoreticky by mohla přesto mít možnost, aby se uplatnila - ve výlevce by ovšem musely panovat ideální poměry. Takové se najdou v reálném životě jen zřídka. Voda by musela být například absolutně klidná a geometrie výlevky by musela být optimalizovaná.
V reálném životě se to nestává - a tak mají na směr víru, který se tvoří po vytažení špuntu od výlevky, vliv různé lokální faktory. Může se stát, že převáží vliv geometrie samotné vany nebo výlevky a umístění výpustě - a pak se skutečně mohou tvořit víry, které pravidelně rotují stejným směrem. Může to pak dělat dojem, že se víry řídí geografickou polohou - je to ale pouze jeden z mnoha fyzikálních klamů.
Víry ve výlevkách všude na Zeměkouli mohou být jak pravotočivé tak levotočivé. Kdyby se opravdu řídily pouze Coriolisovou silou, musela by voda přímo na rovníku odtékat z výlevky bez tvorby víru. A to se - prokazatelně - nestává.
