Simuler le tourbillon d'un ouragan dans une bouteille de 2 litres est une expérience simple et à la maison ou en classe. Avec un peu de ruban adhésif, de la tuyauterie en plastique dur et d'autres matériaux peu coûteux, vous pouvez construire un projet scientifique amusant et réutilisable qui illustre les lois naturelles derrière les tourbillons, les phénomènes physiques qui caractérisent les ouragans et les tornades. Vortex dans une bouteille résulte lorsque des forces centripètes et centrifuges sont appliquées à un système avec des densités variables, dans ce cas la différence de densité entre l'air et l'eau. Dans la nature, des vortex se forment lorsqu'un système météorologique humide entre en collision avec de l'air sec. Dans les deux systèmes, la différence de densité alimente la formation de vortex.
Rincez les bouteilles et retirez autant d'étiquettes extérieures que possible. Tremper les bouteilles dans de l'eau chaude vous aidera à peler les étiquettes plus complètement.
Remplissez une des bouteilles avec 750 ml d'eau froide. L'eau devrait remplir environ les trois quarts de la bouteille; plus d'eau rendra plus difficile la création du tourbillon tandis que moins d'eau raccourcira sa durée.
Retournez la deuxième bouteille à l'envers et placez-la sur le dessus de la bouteille remplie. En utilisant une colle forte, attachez les deux ouvertures de bouteilles ensemble pour créer un joint étanche à l'eau. Laisser la colle se fixer.
Couper le ruban adhésif à la bonne taille et appliquer généreusement autour du joint de raccordement pour compléter le joint.
Créer le vortex en retournant les bouteilles et en faisant tourner le haut (eau -filled) bouteille dans une direction rapide dans le sens horaire ou antihoraire. Cette action crée une force centripète, dirigée vers le centre de la bouteille, qui pousse l'eau et l'air vers l'extérieur. Parce que l'air est moins dense que l'eau, l'air se comprime au milieu, provoquant la formation du tourbillon. La force centrifuge, parfois appelée force d'inertie dans la mécanique newtonienne, pousse l'air du centre contre l'eau à l'extérieur. Plus le tourbillon est éloigné, plus cette force devient grande, c'est pourquoi l'eau coule plus vite au fond de la bouteille qu'au sommet.
Il est important de noter que les deux bouteilles contiennent de la substance: la bouteille sur le flacon. le fond est rempli d'air, ce qui veut naturellement déplacer l'eau plus dense au sommet. Si vous ne faites pas tourner la bouteille supérieure, l'eau et l'air se concurrencent maladroitement pour se déplacer l'un l'autre (formant des bulles). La rotation de la bouteille supérieure crée une meilleure voie pour le flux d'air, entraînant la formation de vortex et un drainage plus rapide de l'eau.
TL; DR (Trop long; Ne pas lire)
Renforcer l'articulation entre le les bouteilles augmenteront la longévité de l'expérience et la rendront plus facile à utiliser pour les enfants. Un moyen simple de le faire est d'acheter une courte longueur de tuyauterie en PVC à partir d'une quincaillerie locale. La tuyauterie en PVC est bon marché et durable et, selon son diamètre, peut être placée à l'intérieur ou à l'extérieur des ouvertures de la bouteille.
Améliorer l'effet visuel du tourbillon le rendra plus intéressant et instructif. Ceci peut être réalisé en coupant de petits morceaux de l'étiquette de bouteille et en les ajoutant à l'eau à l'étape 2. Comme l'eau se vide, les glissades se déplaceront plus rapidement près du fond du vortex, illustrant ainsi la force centrifuge. L'huile de lampe colorée, ou tout liquide coloré moins dense que l'eau, peut également être ajouté à l'étape 2 pour créer un vortex coloré. Cela rendra le vortex plus prononcé visuellement et peut également mieux illustrer les concepts associés à la densité.
