Рождение вихря приводит к тому, что центробежная сила отжимает воду в стороны от мимолетно существующей оси вращения… В слабом вихре или при тихом течении на поверхности образуются ямки; при быстром течении могут возникать воронки до нескольких десятков сантиметров (их называют еще «вьюнами»). Закручивающиеся вихри при сильном гребке веслами хорошо видны в безветренный вечер или утро, когда лодка движется по зеркальной воде и ее след за кормой отмечен двумя рядами долго не исчезающих воронок.
Опыт второй. Опустите ладонь ребром на ту же глубину и сделайте очень плавный гребок. За рукой не возникает заметных возмущений. Чуть быстрей движение — и обнаруживается знакомая картина завихрений. При сильном гребке возникает интенсивная турбулентность. Отсюда напрашивается второй вывод: чем медленней течение, тем слабее перемешивание слоев. И наоборот: чем больше скорость, тем интенсивнее вихреобразование. Гидрологи обнаруживают турбулентное движение во всех текучих водоемах, что вызвано неровностями дна и берегов, поворотами русла, перепадами глубин, колебаниями уровня воды, пульсациями потока.
Наконец, о тех воронках, которые действительно затягивают. Впервые мы встречаемся с ними в миниатюре, выпуская воду из ванны, в раковине: видно вращательное течение жидкости с уходящей к сливному отверстию конусовидной воздушной полостью. Вихревые воронки возникают главным образом потому, что жидкость к сливному отверстию устремляется с разных сторон с разными скоростями, что обусловлено несимметричным расположением сливного отверстия, формой дна, стенок, неровностей на них. Неравномерность подхода жидкости создает закручивающий момент, возникает стойкое вращательное движение. При этом, чем ближе к центру вихря, тем больше скорость вращения.
С возрастанием скорости центробежные силы, отбрасывающие жидкость к периферии, начинают превышать силы гидростатического давления. Цельность жидкости с этого момента нарушается, происходит прорыв воздуха, образуется «воздушный шнур» воронки вдоль «оси» вращения, который более широк в верхней своей части.
Воронкообразование в жидкости со свободной поверхностью — так называют этот процесс специалисты — наблюдается там, где происходит сток воды, например о ванне; когда создается разница уровней по обе стороны от подпора при сбросе воды— в камерах шлюза, в верхнем бьефе строящейся ГЭС при пропуске ее через донные водосбросы плотины. Кстати, в гидротехнике воронкообразования стремятся не допустить, ибо прорыв воздуха в воронку снижает пропускную способность водослива,
