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特别是在平原上的河流,责任编辑彩天下app下载

文章作者:彩天下app下载安装 上传时间:2019-10-04

原标题:【物理百科】河流为什么是弯曲的?

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彩天下app下载安装,我们看到的河流,特别是在平原上的河流,总是弯弯曲曲,很少有笔直的河道。

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这是为什么呢?这得从力学上做一点解释。

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图1 弯弯曲曲的河流

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首先我们来关注一个流体力学中的二次流现象。

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取一口宽底的圆形锅或其他容器,里面盛满了水,为了观察到二次流,水中放一些沙子或茶叶之类的示踪物体。用勺子搅动水使它做圆形流动,这时我们会发现沙粒或茶叶会向锅底中心集中。

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我们把在锅内圆形流动称为一次流,这个一次流,会引起一个如图箭头所示方向的二次流,由于二次流,沙粒和茶叶就会被它带到锅底中心。

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图2 二次流示意

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现在来看河流,假设河流原来是直的,某一时刻由于偶然的原因在一个段落产生了如图3的弯曲。

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考虑AB截面的流动,一方面,由于河水在河岸的约束下要拐弯,所以河水作用于B岸的压力会增大,这个压力与河岸的曲率成正比,即愈弯曲,压力愈大,还与流速的平方成正比,即流速愈大,压力愈大。就是说河流河岸的凹面受这个水压力作用下会被侵蚀。

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现在把河水沿河道的流动看作一次流,由于河道是弯曲的,所以从局部上看,可以看为一个沿一段圆弧旋转的一次流(图3中),同样会产生二次流,二次流会把泥沙带到河流弯曲中心(图3右),亦即河道的凸出的一岸(图3左)。

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最后的结果是河岸的凸面愈来愈向外凸,河岸的凹面愈来愈向内凹,河流的弯曲便会愈来愈弯曲。

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