Что такое водоворот и как он образуется
Смертельные водовороты в реках
Большое количество несчастных случаев на реках происходит по причине попадания купающихся, не умеющих хорошо плавать, в водовороты, образующиеся над ямами или глубокими впадинами на дне водоема. К сожалению, очень не многим людям без посторонней помощи удавалось выбираться живыми из этой смертоносной «карусели» в воде.
Что делать, если попал в водоворот?
Человека, затянутого силой вращающейся воды, крутит на одном месте и несколько раз выбрасывает на поверхность. В большинстве случаев люди погибают из-за нехватки воздуха и сковавшего их страха. В действительности же, как учат специалисты, самообладания в подобной ситуации ни в коем случае терять нельзя. Необходимо мобилизоваться, приложить все усилия, чтобы суметь нырнуть к самому дну и, оттолкнувшись от него, выплыть на поверхность в стороне от водоворота. Совершить такое в состоянии только опытный пловец или чересчур волевой человек.
Если внимательно присмотреться к течению реки, то на поверхности воды всегда можно заметить маленькие или большие завихрения, свидетельствующие о том, что на дне находится какой-то инородный предмет: камень, коряга, яма.
Особенности водоворота
Попасть в водоворот можно при купании, при переходе реки в брод или вплавь. Особенность водоворота опасна еще и тем, что вращательная сила выбрасывает со дна на поверхность реки холодную воду, что становится для купающегося или пловца неожиданностью. Сосуды тела человека от резкого перепада теплового режима по-разному реагируют на это. Кого-то может схватить сильная судорога, у кого-то произойдет их резкое сужение, способное вызвать головокружение или потерю сознания. Все это происходит в воде, на определенной глубине. Поэтому подвергать себя такой потенциальной опасности ни в коем случае не стоит. Лучше на реках руководствоваться мудрой жизненной пословицей: «Не зная брода, не суйся в воду».
Случай попадания человека в водоворот
Хотя, конечно, жизненные ситуации бывают самые разные. Вспоминается рассказ одной знакомой, как она, не умеющая плавать девочка, переходила по старому и наполовину развалившемуся деревенскому мосту неглубокую речушку. К счастью, следом за ней шел старший брат и родители. Споткнувшись, девочка упала в воду и очутилась в сильном водовороте. Вода затягивала ее ко дну и снова выбрасывала на поверхность. Помощь подоспела вовремя. Родители вытащили своего ребенка из воды. Сама она вспоминает теперь, что было жуткое ощущение страха, полная нехватка воздуха и радужные круги перед глазами. И больше ничего. Но страх к воде остался до конца жизни. Теперь эта девочка, ставшая взрослой женщиной, панически боится не только рек и озер, но даже плавательных бассейнов, куда с удовольствием ходят ее дети.
Другой знакомый, сельский житель, выросший на берегу крупной белорусской реки Вилия, рассказывал, как он однажды отвез на лодке всю свою семью на противоположный берег за ягодами. Но ему к 16.00 нужно было выходить во вторую смену на работу. Поэтому он, оставив лодку с веслами своей жене и детям, отправился домой вброд через реку. Этим местом для перехода вброд пользовались все жители деревни, дно, как утверждал рассказчик, было изучено им от и до, но ЧП все-таки произошло там, где он его никак не ожидал. В десяти метрах от родного берега местный житель неожиданно окунулся с головой в очень глубокую подводную яму. Всякое русло реки ежегодно претерпевает изменения.
Чтоб спастись из водоворота, ему пришлось бросить в реке одежду, которую нес в правой руке, и уже вплавь, не чувствуя дна под ногами, добираться до берега.
Домой он возвратился в одних плавках, весь посиневший и трясущийся от пережитого шока во время форсирования реки вброд. Чуть было не распрощался с жизнью по причине огромной вымоины в русле, образовавшейся после сильного весеннего паводка.
Всякие несчастные случаи, произошедшие с людьми из-за их беспечности или самонадеянности, но не закончившиеся смертельным исходом, преподносят человеку хороший урок, что к своей жизни нужно относиться бережно. Потому что другой больше не будет.
Что такое водоворот и как он образуется
Актуальность выбранной темы
Выбранная мной тема является актуальной, так как при помощи силы водоворотов можно получать электрическую энергию. Также при таком способе получения электроэнергии можно сохранить окружающую нас природу и не навредить ей.
Объект исследования – водовороты.
Предмет исследования – свойства водоворотов и их применение.
Цель исследования:
? понять, что такое водоворот и как он образуется
? доказать, что используя свойства водоворота можно раскрутить лопасти турбины и, следовательно, получить электроэнергию
Задачи исследования:
? Изучить литературу по теме
? Описать схему образования водоворота
? Описать виды водоворотов
? Описать свойства применения водоворота
? Проверить на практике применение свойств водоворота
Гипотеза – если создать искусственный водоворот и поместить в его центр турбину, она начнет вращаться.
Методы исследования:
? Изучение специальной литературы
? Обобщение и систематизация материала по данной теме
Что же такое водоворот?
Водоворот – это круговое движение воды.
Такое движение воды может развиться на отдельных участках водоемов или в руслах.
Почему вода закручивается?
? Вода натыкается на препятствие, поворачивает назад и двигается против течения.
? Вся вода вернуться назад не успевает и натыкается на новый водный поток.
? После этого вода начинает крутиться со скоростью. Скорость вращения зависит от скорости основного течения.
? Вода постоянно стремится к внешнему краю водоворота, чтобы вырваться из него и поэтому создается углубление в центре.
Почему возникают водовороты?
1. В результате слияния двух течений.
Я наблюдал за течением ручья. В том месте, где два ручейка соединяются образуется завихрение воды (отмечено красной линией на рисунке №2). На рисунке №3 показано слияние двух течений в море с образованием водоворотов.
2. В результате резкого сужения или расширения русла.
На рисунке №4, все тот же ручей. Я нашел место сужения ручья и обнаружил небольшой водоворот, на рисунке это место обведено красной линией. На рисунке №5 показан водоворот, который образовался в результате расширения русла реки.
2. В результате появления препятствия.
Водоворот может образоваться в результате столкновения потока воды с препятствием. Это может быть выступ берега, большая яма в дне реки, опора моста и многое другое. Рисунок №6 – я взял кусок кирпича и положил его в спокойный участок ручья. Образовалось завихрение воды (обозначено красной линией). Потом я прошел дальше по ручью и увидел торчащую палку. Рядом с палкой тоже обнаружил водоворот (он тоже обозначен красной линией на рисунке №7). На рисунке №8 показан водяной вихрь при столкновение реки о выступ берега.
1. Постоянные – образуются обычно на одной и той же территории на протяжении многих лет, они движутся на большой скорости.
2. Сезонные – появляются в основном из-за сезонных изменений. Например, это может быть подъём воды в реке при таянии льда.
3. Эпизодические – происходят от случая к случаю. Их появление предсказать обычно трудно, поэтому они способны нанести серьёзный ущерб. Например, к таким водоворотам можно отнести вихри, которые образуются во время приливов и отливов.
Вода крутится в разные стороны?
? Оказывается в разных полушариях нашей планеты вода закручивается в разные стороны.
? В северном полушарии вода закручивается против движения часовой стрелки.
? В южном полушарии вода закручивается по часовой стрелке.
? Такое направление движения воды связано с магнитным полем земли.
Практическое применение
свойств водоворота
1. Водоворотная станция.
Электростанция нового типа.
Суть данной станции в следующем:
? Перегораживать всю реку не надо, достаточно отвести часть потока реки в специальный канал, который будет направлять воду к плотине.
? Плотина в данном случае – это конус из бетона (напоминает кухонную воронку или простую перевернутую пластиковую бутылку).
? К конусу подходит вода по касательной, затем обрушивается в центре конуса в глубину.
? В центре образуется водоворот, который раскручивает турбину.
Преимущества станции водоворота:
? В процессе работы станции вода насыщается кислородом.
? Более простая и дешевая в строительстве, чем обычная плотина.
? Безопасно для рыбы, потому что лопасти турбины вращаются вместе с водоворотом.
? В отличии от гидроэлектростанции не нарушает природу
Примеры знаменитых водоворотов
Самое сильное приливное течение в мире. Вода здесь развивает скорость 58 километров в час. Массивные водовороты до 13 метров в диаметре и 8 метров глубиной возникают здесь, когда сталкиваются два разных течения.
Москстраумен. Тихий океан.
Большинство водоворотов возникают из-за приливов и течений, но Москстраумен находится прямо в открытом океане. Водоворот может достигать 80 метров в диаметре, что делает его опасным даже для крупных судов.
Клайд Крузер. Шотландия.
Находится между двумя островами у побережья Шотландии, третий по величине водоворот в мире. Шум воды слышен за десятки километров.
Олд Соу (воронка в бездну). Канада.
Крупнейший водоворот в западном полушарии. Его воронка достигает 80 метров в диаметре. Во время прилива, служба спасения перекрывает все пути, ведь скорость течения превышает 40 км/ч.
Это озеро было спокойное, а потом превратилось в настоящий кошмар для моряков.
Дело в том, что на озере работали бурильщики, они искали нефть. В поисках нефти пробили дно озера и попали прямо в соляную шахту. В результате, образовался огромный водоворот, моментально утянувший в пучину 11 барж и несколько рыбацких лодок.
В начале своей исследовательской работы я поставил себе задачи:
? разобраться в том, что же это такое водоворот
? как можно применить его свойства
? проверить на практике применение свойств водоворота.
В ходе изучения литературы я выяснил, что с помощью водоворота человек может получать электрическую энергию не нарушая природу вокруг себя.
Я узнал, какие бывают водовороты, как они появляются и какие существуют в мире водовороты.
В ходе моего исследования я провел наблюдения и выяснил, что является причинами образования водоворотов.
Мной был проведен эксперимент, который показал, что с помощью свойств водоворота можно раскрутить лопасти турбины и, следовательно, получить электрическую энергию.
Проведенный мной эксперимент помог убедиться в правильности выдвинутой мной гипотезы: если создать искусственный водоворот и поместить в его центр турбину, она начнет вращаться.
Что такое водоворот и как он образуется
ВОДОВОРОТ И ПРИМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ВОДОВОРОТА
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Актуальность выбранной темы. Выбранная мной тема является актуальной, так как при помощи силы водоворотов можно получать электрическую энергию. Также при таком способе получения электроэнергии можно сохранить окружающую нас природу и не навредить ей.
Объект исследования – водовороты.
Предмет исследования – свойства водоворотов и их применение.
Цель исследования:
понять, что такое водоворот и как он образуется
доказать, что используя свойства водоворота можно раскрутить лопасти турбины и, следовательно, получить электроэнергию
Задачи исследования:
Изучить литературу по теме
Описать схему образования водоворота
Описать виды водоворотов
Описать свойства применения водоворота
Проверить на практике применение свойств водоворота
Гипотеза – если создать искусственный водоворот и поместить в его центр турбину, она начнет вращаться.
Методы исследования:
Изучение специальной литературы
Обобщение и систематизация материала по данной теме
Что же такое водоворот?
Такое движение воды может развиться на отдельных участках водоемов или в руслах.
Почему вода закручивается?
Вода натыкается на препятствие, поворачивает назад и двигается против течения.
Вся вода вернуться назад не успевает и натыкается на новый водный поток.
После этого вода начинает крутиться со скоростью. Скорость вращения зависит от скорости основного течения.
Вода постоянно стремится к внешнему краю водоворота, чтобы вырваться из него и поэтому создается углубление в центре.
Почему возникают водовороты?
В результате слияния двух течений.
Я наблюдал за течением ручья. В том месте, где два ручейка соединяются образуется завихрение воды (отмечено красной линией на рисунке №2). На рисунке №3 показано слияние двух течений в море с образованием водоворотов.
Рисунок 1 Рисунок 2 Рисунок 3
2. В результате резкого сужения или расширения русла.
На рисунке №4, все тот же ручей. Я нашел место сужения ручья и обнаружил небольшой водоворот, на рисунке это место обведено красной линией. На рисунке №5 показан водоворот, который образовался в результате расширения русла реки.
Рисунок 4 Рисунок 5
В результате появления препятствия.
Виды водоворотов
Удивительный факт
Вода крутится в разные стороны?
Оказывается в разных полушариях нашей планеты вода закручивается в разные стороны.
В северном полушарии вода закручивается против движения часовой стрелки.
В южном полушарии вода закручивается по часовой стрелке.
Такое направление движения воды связано с магнитным полем земли.
Практическое применение свойств водоворота
Электростанция нового типа.
Суть данной станции в следующем:
Перегораживать всю реку не надо, достаточно отвести часть потока реки в специальный канал, который будет направлять воду к плотине.
К конусу подходит вода по касательной, затем обрушивается в центре конуса в глубину.
В центре образуется водоворот, который раскручивает турбину.
Преимущества станции водоворота:
В процессе работы станции вода насыщается кислородом.
Более простая и дешевая в строительстве, чем обычная плотина.
Безопасно для рыбы, потому что лопасти турбины вращаются вместе с водоворотом.
В отличии от гидроэлектростанции не нарушает природу
Примеры знаменитых водоворотов
Сальстраумен. Норвегия.
Самое сильное приливное течение в мире. Вода здесь развивает скорость 58 километров в час. Массивные водовороты до 13 метров в диаметре и 8 метров глубиной возникают здесь, когда сталкиваются два разных течения.
Москстраумен. Тихий океан.
Большинство водоворотов возникают из-за приливов и течений, но Москстраумен находится прямо в открытом океане. Водоворот может достигать 80 метров в диаметре, что делает его опасным даже для крупных судов.
Клайд Крузер. Шотландия.
Находится между двумя островами у побережья Шотландии, третий по величине водоворот в мире. Шум воды слышен за десятки километров.
Олд Соу (воронка в бездну). Канада.
Крупнейший водоворот в западном полушарии. Его воронка достигает 80 метров в диаметре. Во время прилива, служба спасения перекрывает все пути, ведь скорость течения превышает 40 км/ч.
Озеро Пенер. США.
Это озеро было спокойное, а потом превратилось в настоящий кошмар для моряков.
Дело в том, что на озере работали бурильщики, они искали нефть. В поисках нефти пробили дно озера и попали прямо в соляную шахту. В результате, образовался огромный водоворот, моментально утянувший в пучину 11 барж и несколько рыбацких лодок.
Заключение
В начале своей исследовательской работы я поставил себе задачи:
разобраться в том, что же это такое водоворот
как можно применить его свойства
проверить на практике применение свойств водоворота.
В ходе изучения литературы я выяснил, что с помощью водоворота человек может получать электрическую энергию не нарушая природу вокруг себя.
Я узнал, какие бывают водовороты, как они появляются и какие существуют в мире водовороты.
В ходе моего исследования я провел наблюдения и выяснил, что является причинами образования водоворотов.
Мной был проведен эксперимент, который показал, что с помощью свойств водоворота можно раскрутить лопасти турбины и, следовательно, получить электрическую энергию.
Проведенный мной эксперимент помог убедиться в правильности выдвинутой мной гипотезы: если создать искусственный водоворот и поместить в его центр турбину, она начнет вращаться.
Таким образом, задачи исследовательской
Список используемых источников и литературы
Механизм образования океанических водоворотов
18.05.2009 17:51
Воды Мирового океана редко бывают спокойными. Помимо бурь, штормов и разрушительных цунами в океане существуют мощные горизонтальные течения, как поверхностные, так и подводные.
Обнаружены были ринги сравнительно недавно, в семидесятых годах прошлого века, и честь сделать это открытие в океанологии принадлежит нашим соотечественникам.
Океанические вихри могут существовать достаточно длительное время — месяцами, а иногда и годами. Их диаметры могут составлять десятки и даже сотни километров. Вне зависимости от того, в какую сторону, по часовой стрелке или против, вращается водный вихрь, поверхность его за счёт центробежной силы не будет горизонтальной, центр вихря при этом может лежать на десятки метров ниже уровня океана, что отмечает аппаратура, установленная на искусственных спутниках Земли.
Механизм образования рингов полностью идентичен механизму образования воздушных вихрей. Главными действующими объектами этого механизма являются магнитное поле Земли и движущиеся в нём молекулы воды, которые при своём перемещении в магнитном по
ле Земли приобретают вращательное движение. Ранее было показано, что коэффициент вихреобразования k зависит от агрегатного состояния дипольных молекул и для молекул в жидкости он меньше, чем для одиночных молекул. Однако его уменьшение в значительной мере компенсируется увеличением количества молекул воды в единице объёма. Если при образовании тайфуна в кубическом метре воздуха содержится 0,04 килограмма воды, то вес кубометра морской воды превышает 1000 килограммов, то есть в 25 000 раз больше. Кроме молекул воды свою лепту в образование ринга вносят ионы, находящиеся в морской воде. К слову сказать, в водах Мирового океана растворены практически все элементы таблицы Менделеева, но в ощутимых количествах находятся только ионы натрия и хлора, двух элементов, из которых состоит всем нам известная поваренная соль. Причём отрицательно заряженный ион хлора имеет массу 35 атомных единиц, а положительно заряженный ион натрия — массу 23 атомные единицы. Так же как и в молекуле воды, которая состоит из более массивной отрицательно заряженной гидроксильной группы ОН и менее массивного положительно заряженного иона водорода, у ионов натрия и хлора превосходство в массе имеет отрицательно заряженный элемент — ион хлора. Следовательно, суммарный момент количества движе
ния ионов натрия и хлора, перемещающихся в магнитном поле Земли, отличен от нуля, и его знак совпадёт со знаком момента количества движения, приобретаемого молекулой воды при её движении в магнитном поле Земли. Значит, их присутствие в морской воде способствует возникновению вращательного движения вертикально перемещающейся массы воды.
Чтобы убедиться в наличии небольшого водоворота, образующегося в сливном отверстии ванны, вы можете поставить очень простой эксперимент, который практически не требует никаких затрат, но требует небольшой подготовки. Необходимо убедиться, чтобы сливное отверстие и канализационная турба, ведущая к коллектору, не были засорены и слив воды из ванны происходил быстро. Если вода из ванны вытекает медленно, любым способом прочистите слив. Желательно, чтобы отверстие в ванне располагалось симметрично, так, чтобы через его центр можно было провести вертикальную плоскость, разделяющую ванну на две зеркально-симметричные половинки. Теперь привяжите к пробке, которой закрывается сливное отверстие, верёвочку и закрепите её на стенке ванны. Заткнув пробкой сливное отверстие, наполните ванну водой, после чего дайте воде отстояться как минимум в течение суток. Такое длит
ельное время необходимо, чтобы всякое движение воды прекратилось. После того как вода в ванне отстоится, очень осторожно потянув за верёвочку, выньте пробку и наблюдайте за процессом вытекания воды. В воду можно высыпать небольшие, размером несколько миллиметров, цветные бумажки — их движение лучше покажет направление вращения воды во время её слива через отверстие. Если вы живёте в Северном полушарии и сливная труба не имеет дефектов, способных существенно повлиять на ход эксперимента, вода станет вращаться по часовой стрелке.
Конечно, хочется провести этот эксперимент не только в Северном полушарии, в котором мы живём, но и в Южном, чтобы убедиться, что там вытекающая 
вода вращается против часовой стрелки. Но можно провести эксперимент, не покидая родного Северного полушария. Для этого цилиндрическую ёмкость с водой нужно поместить в искусственное магнитное поле, которое по абсолютной величине совпадает с магнитным полем Земли в месте проведения эксперимента в Северном полушарии, но противоположно ему по направлению.
Вращательное движение присуще не только воздушным и водным вихрям, не только планетам и планетным системам, но и целым галактикам, гигантским скоплениям звёзд. Размеры средней галактики таковы, что свету требуется почти сто тысяч лет, чтобы пересечь галактику по диаметру, и около двенадцати тысяч лет, чтобы пройти поперёк её центральной части, ядра. В такой галактике находится порядка ста миллиардов звёзд, то есть их количество больше, чем число людей на земном шаре. Особенно красиво выглядят спиральные галактики с яркими ветвями, закрученными в процессе вращения этого гигантского космического вихря: период обращения галактики составляет от десяти миллионов до миллиарда лет.
Аналогичную фотографию можно сделать самим, и даже без телескопа. Налейте в ванну воды (опять эта ванна!), добавьте немного мыльной пены и выньте пробку из сливного отверстия. Снимок водоворота из пены настолько похож на спиральную галактику, что различить их сможет только специалист.
Окружающий нас мир наполнен разнообразными вихрями. Вращаются молекулы воздуха, порождая не только пыльные завихрения на мостовой, но и смерчи, и торнадо, в океанах возникают ринги, а по Вселенной движутся непредставимые «звёздовороты», галактики, в одной из которых мы живём. Получается, что вихрь — едва ли не самое универсальное движение сплошной среды, будь то воздух, вода или даже сильно разреженный межзвёздный газ.
Специально для Примпогода.ру Симачев Евгений Викторович