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黄河九曲十八弯。这是生活在黄河流域的儿女们对母亲河的描绘。常言道，人往高处走，水往低处流。河水自然会找到最低方向。在平原上，每个方向高低的区别不大，所以河道往往不是笔直。但是，如果我们仔细看看上面这幅图片，不仅会问，这样的河道的形状真的是一开始形成的么？其实不然，即使最开始河道是笔直的，随着岁月的迁移，河道还是会变成这九曲十八弯的。那么，为什么会出现这种现象呢？今天我们就讲一讲其中的原理。

什么是向心力？

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首先我们要介绍一下向心力。如果我们一根绳子拴上一个铁块，当我们甩动绳子让它做圆周运动时，我们会感到绳子上的拉力，同样绳子也会提供给铁块一个指向圆心的拉力，这就是向心力。向心力的作用是使物体改变运动方向。也就是说，做曲线运动的物体一定需要向心力。如果向心力的大小不够，物体就会做离心运动。在赛车比赛中，有时会看到因为赛车的速度太高，过弯时漂出赛道。这就是因为向心力不够。如果向心力过大，那么物体就会靠向圆心。一个物体所需要向心力的大小与运动时的半径和速度有关。速度越大，物体所需的向心力就越大。

什么是边界层

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当流体流过固体表面时，流体的速度实际上并不是均匀的。我们知道，液体是具有粘性的，粘性力的作用是阻止流体的流动。如果粘性越大，粘性力也就越大。同时，如果两层流体的速度差别越大，粘性力也越大。流体流过固体壁面时，壁面是静止的。因此，在固体壁面上薄薄一层的流体是静止的。越远离避免，流体速度越大，直到等于流体中心的速度。我们把速度小于中心速度的99%的地方叫做边界层。低于99%看起来是很大一部分，但其实边界层是很薄的一部分。在边界层内的速度变化很大，在边界层外的速度比较均匀。这就是流动边界层的特点。

通道涡形成的原因

回到我们最初的问题，由于最开始，河流难免会有一些弯曲，这是由于地面高低不同导致的。但这个弯曲可能并不大。在河道弯曲的地方，外侧的河岸不断被冲刷，侵袭，一点一点的崩塌。内测河道则是会泥沙不停地填塞，这样就会让河道外移。这些现象都是由河水流过弯道时产生了漩涡流动照成的，这种漩涡流动我们把它称为通道涡，那么通道涡是怎样形成的呢？

当河水流过弯曲的河道时，流动方向发生了变化。我们知道，方向的改变是需要提供向心力的。，也就是说，需要河水外侧的压力大于河水内侧的压力。然而，对于河水来说，表面的压力是相等的，都等于大气压力，所以对于外侧河道河水表面来说，向心力是不够的，表面的河水将做离心运动，像远离圆心的地方运动。但是，在河底的河水是流动边界层。我们前面说过，边界层内的流动速度比主流速度要低，所以需要的向心力比较低，也就是实际的向心力会高。这样河底的河水会做向心运动。总体看来，水面河水像外运动，河底河水向内运动，这样在横断面看来，就会形成漩涡，这就是通道涡。

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日久天长，水面处的河水不断冲刷外侧河道，侵蚀河岸，外侧河岸会扩张。而河底的水不断想内侧流通，卷带着河底的泥沙流向河道内侧，堆积到河岸内侧。所以河道拐弯处的地方将要不断外扩，这也就意味这河水越来越弯曲，形成了所谓九曲十八弯的样子。

以上就是河水通道涡形成的原理以及由此照成的河水弯曲流动。可见生活中很多有趣的现象尤其蕴含的科学原理。流体力学与我们的生活息息相关。如您对生活中的科学问题感兴趣，欢迎订阅关注我们。你的支持就是我们创作的最大动力。不要忘记关注哦！