La simulazione del vortice di un uragano in una bottiglia da 2 litri è un semplice e diretto esperimento a casa o in classe. Con un piccolo nastro, alcune tubazioni in plastica rigida e altri materiali poco costosi, puoi costruire un progetto scientifico divertente e riutilizzabile che illustra le leggi naturali dietro i vortici, i fenomeni fisici che caratterizzano gli uragani ei tornado.

La formazione di un il vortice in una bottiglia risulta quando forze centripete e centrifughe vengono applicate a un sistema con densità diverse, in questo caso la differenza di densità tra aria e acqua. In natura i vortici si formano quando un sistema meteorologico si scontra con l'aria secca. In entrambi i sistemi la differenza di densità alimenta la formazione del vortice.

Sciacquare le bottiglie e rimuovere il maggior numero possibile di etichette esterne. Immergere le bottiglie nell'acqua calda ti aiuterà a staccare completamente le etichette.

Riempi una bottiglia con 750 ml di acqua fredda. L'acqua dovrebbe riempire circa i tre quarti della bottiglia; più acqua renderà più difficile creare il vortice mentre meno acqua ne ridurrà la durata.

Capovolgi la seconda bottiglia e mettila sopra la bottiglia piena. Usando una colla forte, collega le due aperture della bottiglia insieme per creare una tenuta stagna. Permetti alla colla di incollare.

Taglia il nastro adesivo a misura e applicalo liberamente intorno al giunto di connessione per completare il sigillo.

Crea il vortice capovolgendo le bottiglie e ruotando la parte superiore (acqua riempito) bottiglia in senso orario o antiorario. Questa azione crea una forza centripeta, diretta verso il centro della bottiglia, che spinge l'acqua e l'aria verso l'esterno. Poiché l'aria è meno densa dell'acqua, l'aria si schiaccia nel centro causando la formazione del vortice. La forza centrifuga, a volte indicata come forza inerziale nella meccanica newtoniana, fa sì che l'aria nel centro spinga contro l'acqua all'esterno. Più è lungo il vortice, più grande diventa questa forza, motivo per cui l'acqua scorre più veloce sul fondo della bottiglia che in alto.

È importante notare che entrambe le bottiglie contengono sostanza: la bottiglia sul il fondo è pieno di aria, che naturalmente vuole spostare l'acqua più densa in alto. Se non giri la bottiglia in alto, l'acqua e l'aria competono goffamente per spostarsi l'un l'altra (formando bolle). La rotazione della bottiglia superiore crea una via migliore per il flusso d'aria, con conseguente formazione di vortici e drenaggio dell'acqua più veloce.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Rafforzamento della giunzione tra il le bottiglie aumentano la longevità dell'esperimento e ne facilitano l'utilizzo da parte dei bambini. Un modo semplice per farlo è quello di acquistare un breve tratto di tubazioni in PVC da un negozio di ferramenta locale. Le tubazioni in PVC sono economiche e resistenti e, a seconda del diametro, possono essere posizionate all'interno o all'esterno delle aperture della bottiglia.

Migliorare l'effetto visivo del vortice renderà più interessante e informativo. Questo può essere ottenuto tagliando piccoli pezzi dell'etichetta della bottiglia e aggiungendoli all'acqua al punto 2. Man mano che l'acqua si svuota, gli scivoli si muoveranno più velocemente vicino al fondo del vortice, illustrando così la forza centrifuga. L'olio per lampade colorate, o qualsiasi liquido colorato meno denso dell'acqua, può anche essere aggiunto nella Fase 2 per creare un vortice colorato. Ciò renderà il vortice più visivamente pronunciato e può anche illustrare meglio i concetti associati alla densità.