Почему реки, текущие по совершенно плоской однородной почве, изгибаются? | FizPortal
Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 1 гость.

Изгибащиеся реки.

Ф153. Почему реки, текущие по совершенно плоской однородной почве, изгибаются?

Решение.
 Для простоты рассмотрите реку, текущую вдоль экватора.
 Извилистое течение рек связано с тем, что их прямолинейное течение неустойчиво. Это означает, что при случайном образовании небольшой извилины или неоднородности течения реки, например, из-за упавшего в воду дерева, образовавшийся изгиб реки будет увеличиваться. Для того чтобы разобраться, почему это происходит, рассмотрим … стакан с чаем, в котором плавают чаинки. Если ложкой «раскрутить» чай в стакане, заставив жидкость вращаться, и затем вынуть ложку из стакана, то через некоторое время все чаинки соберутся вдоль оси стакана. Связано это вот с чем.
 При вращении жидкости в стакане на каждую из частиц жидкости действует со стороны других окружающих ее частиц сила такая, что равнодействующая этой силы и силы тяжести направлена горизонтально и сообщает частице центростремительное ускорение

а = ω2R,

где ω − угловая скорость вращения жидкости и R − расстояние, на котором находится частица от оси вращения.
 Чем больше расстояние R, тем больше ускорение частицы, значит, тем больше должна быть горизонтальная составляющая силы, действующей на эту частицу со стороны других частиц. Поэтому поверхность вращающейся жидкости принимает форму параболоида. (Напомним, что сила, действующая на частицу жидкости, которая находится у поверхности, со стороны других частиц, перпендикулярна поверхности. Иначе составляющая этой силы, параллельная поверхности, вызвала бы движение частиц жидкости.) Благодаря такой форме поверхности жидкости давление в ней на одном и том же расстоянии от дна увеличивается по мере приближения к стенкам стакана.
 После того, как вынули ложку из стакана, скорость частиц жидкости у стенок стакана и у дна начинает уменьшаться из-за трения. При этом ускорение, сообщаемое этим частицам действующими на них силами, оказывается больше центростремительного, и в стакане возникает течение жидкости такое, как показано на рисунке. Из-за трения скорость этого течения у поверхности меньше его скорости на некоторой глубине. Это течение и переносит чаинки к оси вращения жидкости. Подобное же круговое поперечное течение возникает и в реке там, где река делает поворот (рис.).

Этим течением частицы песка со дна и наружного берега реки переносятся к ее внутреннему берегу. Таким образом, круговое течение увеличивает изгиб реки, размывая ее наружный берег. Более того, эррозия − разрушение берега и дна − оказывается сильнее у наружного берега реки. Поэтому дно реки принимает профиль, показанный на рисунке.


Смотрите еще:
Качественные задачи и вопросы по физике
Интересные вопросы.
Меандры в руслах рек.