Simulatie van de draaikolk van een orkaan in een fles van 2 liter is een eenvoudig en eenvoudig thuis- of klas-experiment. Met een beetje tape, wat harde plastic biezen en andere goedkope materialen, kun je een leuk en herbruikbaar wetenschapsproject bouwen dat de natuurlijke wetten achter wervelingen, de fysieke verschijnselen die orkanen en tornado's karakteriseren, illustreert.

De vorming van een Vortex in een fles ontstaat wanneer centripetale en centrifugale krachten worden uitgeoefend op een systeem met verschillende dichtheden, in dit geval het verschil in dichtheid tussen lucht en water. In de natuur ontstaan ​​wervelstromen wanneer een systeem met nat weer botst met droge lucht. In beide systemen drijft het verschil in dichtheid de vortexvorming aan.

Spoel de flessen uit en verwijder zoveel mogelijk de buitenste etiketten. Door de flessen in warm water te weken, kunt u de etiketten beter verwijderen.

Vul een van de flessen met 750 ml koud water. Het water moet ongeveer driekwart van de fles vullen; meer water maakt het moeilijker om de vortex te maken, terwijl minder water de duur ervan verkort.

Draai de tweede fles ondersteboven en plaats deze op de gevulde fles. Gebruik een sterke lijm om de twee flesopeningen aan elkaar te bevestigen om een ​​waterdichte afsluiting te creëren. Laat de lijm uitharden.

Snij de ducttape op maat en breng royaal aan rond de verbindingsnaad om de afdichting te voltooien.

Creëer de vortex door de flessen om te draaien en de bovenkant te draaien (water gevuld) fles in een snelle met de klok mee of tegen de klok in. Deze actie creëert centripetale kracht, gericht op het midden van de fles, die het water en de lucht naar buiten duwt. Omdat lucht minder dicht is dan water, wordt de lucht in het midden geperst, waardoor de vortex ontstaat. Centrifugale kracht, soms de traagheidskracht genoemd in de Newtoniaanse mechanica, zorgt ervoor dat de lucht in het midden tegen het water aan de buitenkant stuwt. Hoe verder omlaag in de werveling, hoe groter deze kracht wordt. Daarom stroomt het water sneller op de bodem van de fles dan aan de bovenkant.

Het is belangrijk op te merken dat beide flessen substantie bevatten: de fles op de fles. bodem is gevuld met lucht, die van nature het meer dichte water bovenaan wil verplaatsen. Als je de bovenste fles niet draait, concurreren het water en de lucht onhandig om elkaar te verdringen (het vormen van luchtbellen). Het draaien van de bovenste fles zorgt voor een betere weg voor luchtstroming, resulterend in vortexvorming en snellere waterafvoer.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Verbetering van de verbinding tussen de flessen verhogen de levensduur van het experiment en maken het voor kinderen gemakkelijker om te gebruiken. Een eenvoudige manier om dit te doen is om een ​​korte lengte PVC-leidingen te kopen bij een plaatselijke ijzerhandel. PVC-leidingen zijn goedkoop en duurzaam en kunnen, afhankelijk van de diameter, binnen of buiten de openingen van de fles worden geplaatst.

Door het visuele effect van de vortex te verbeteren, wordt het interessanter en informatief. Dit kan worden bereikt door kleine stukjes van het flesetiket op te knippen en ze in stap 2 aan het water toe te voegen. Naarmate het water leegligt, zullen de slippen sneller langs de onderkant van de vortex bewegen, waardoor de middelpuntvliedende kracht wordt geïllustreerd. Gekleurde lampolie, of een gekleurde vloeistof die minder dicht is dan water, kan ook in stap 2 worden toegevoegd om een ​​gekleurde vortex te creëren. Hierdoor wordt de vortex visueel beter uitgesproken en kunnen ook de concepten die verband houden met dichtheid beter worden geïllustreerd.