谣言：抽水马桶的漩涡方向受地球自转影响
梁昊
谣言：抽水马桶的漩涡方向受科里奥利力（地球自转）影响，可以以此确定自己是在南半球还是北半球
@北风三代 在回答里提到：
在抽水马桶这么小的尺度上科里奥利力几乎起不到任何作用，马桶漩涡朝哪个方向旋转只受马桶自身结构影响。
我来补充一下：
事实上这个谣言可能有很长的一段历史了，Wiki 上面也提了这个事（Coriolis effect）。马桶这个尺度的东西是不可能产生肉眼可见的漩涡的。
1962 年 Nature 上刊登了一个读者来信，专门来辟谣。他报道了一个成功的，并确认是因为科里奥利力产生的漩涡。不过他用的是一个 1.8m 直径的大脸盆，中间钻了一个 1cm 直径的小口漏水。一盆水先是静置在那儿放了一整天，以排除其他各种初始扰动的影响，然后再弄掉塞子漏水，这样才产生了肉眼可见的漩涡。
Veritasium 最近也在 YouTube 上面放了一个视频，同样是大盆小孔的条件，来实现漩涡。
简单的理论分析可以知道由于科氏力产生的漩涡的转动频率，一来正比于地球的自转频率，地球每天转一圈，那么这个是 1/86400s，相当小的一个量。
二来正比于盆子的直径除以小孔的直径，然后再平方。对于这些成功的实验来说大概(1/0.01)^2，是万的量级。
两个一乘刚好是 1 的量级，这样就肉眼可见了。
至于生活中的那些池子，第二个因子一般只能达到(0.1/0.01)^2=100 的量级，合成起来也只有 0.01Hz 上下的频率，自然肉眼看不到。
至于这个结果怎么来的，我们可以这样考虑：
水盆里的水相对地面是不动的，那么相对一个绝对惯性系来说肯定是在转：跟着地球在转。当水从盆子的边上流向中央的小孔时，如果我们忽略水的黏滞阻力，由于角动量守恒，水的角速度会按照
的关系增大，从而得到我之前所说的那个公式。
这样我们就发现了一个问题，这个漩涡，是通过角动量守恒，将微小的地球自转角速度放大到肉眼可见的尺度从而产生的。那么，在洗手池、抽水马桶等场合，由于各种各样的原因导致池子里的水有一个微弱的，但是比地球自转快得多（比如说几分钟转一圈）的转动，同样通过角动量守恒的放大，必然会掩盖掉地球自转产生的效果。我们便可以从另一个角度来论证，平常看到的漩涡的方向，和南北半球一点关系都没有。
2015-06-18
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