Simulera virvel av en orkan i en 2-liters flaska är en okomplicerad och enkel på-hem eller klassrummet experiment. Med lite tejp, några hårda plaströr och andra billiga material, kan du bygga ett roligt och återanvändbar forskningsprojekt som illustrerar naturens lagar bakom virvlar, de fysikaliska fenomen som kännetecknar orkaner och tornados.
Bildandet av en virvel i en flaska resultat när centripetala och centrifugala krafter appliceras på ett system med olika densitet, i detta fall skillnaden i densitet mellan luft och vatten. I naturen virvlar bildas när en våt kolliderar vädersystem med torr luft. I båda systemen skillnaden i densitet befogenheter virveln bildas
Du behöver:
Två 2-liters flaskor
. Kallt vatten.
Sax.
Silvertejp.
Lim.
1.
Skölj ur flaskor och ta bort så mycket av den yttre etiketterna som möjligt. Blötläggning flaskorna i varmt vatten kommer att hjälpa dig skalar bort etiketterna mer fullständigt.
2.
Fyll en av flaskorna med 750 ml kallt vatten. Vattnet bör fylla ungefär tre fjärdedelar av flaskan, mer vatten gör det svårare att skapa virvel medan mindre vatten kommer att förkorta dess varaktighet.
3.
Vänd den andra flaskan upp och ned och placera den ovanpå den fyllda flaskan. Med hjälp av en starkt lim, fäst de två flaskan öppningar tillsammans för att skapa en vattentät tätning. Låt limmet härda.
4.
Skär silvertejp till storlek och Applicera generöst runt kopplingen för att slutföra tätningen.
5.
Skapa virveln genom att bläddra flaskor över och rotera den övre (vattenfylld) flaska i en snabb medsols eller motsols riktning. Denna åtgärd skapar centripetalkraft riktad mot centrum av flaskan, som tänjer på vatten och luft till utsidan. Eftersom luften är tunnare än vatten, får luft pressas in i mitten, vilket gör att virveln till formen. Centrifugal kraft, som ibland kallas den tröga kraft i Newtons mekanik, gör att luften i centrum att driva mot vattnet på utsidan. Ju längre ner virveln, desto större denna kraft blir, varför vattnet rinner snabbare i botten av flaskan än på toppen
Det är viktigt att notera att båda flaskorna innehåller ämnet:. Flaskan på botten är fylld med luft, vilket naturligtvis vill förskjuta tätare vatten på toppen. Om du inte snurra upp flaskan, vatten och luft både klumpigt konkurrera tränga undan ett annat (som bildar bubblor). Spinning toppen flaskan skapar bättre väg för luftflöde, vilket resulterar i virvel bildas och snabbare vattenavrinning.
Tips och varningar
- stärka leden mellan flaskorna kommer öka livslängden för försöket och göra det lättare för barn att använda. Ett enkelt sätt att göra det är att köpa en kort längd av PVC rör från en lokal järnaffär. PVC rör är billigt och hållbart och, beroende på dess diameter, kan placeras antingen i eller utanför flaskan öppningar. Förbättra den visuella effekten av virveln kommer att göra det mer intressant och informativ. Detta kan uppnås genom att skära upp små bitar av flaskans etikett och lägga till dem i vattnet i steg 2. När vattnet rinner, och glider kommer att gå fortare nära botten på virveln, vilket visar centrifugalkraft. Färgade lampolja, eller någon färgad vätska lägre densitet än vatten, även kan läggas till i steg 2 för att skapa en färgad virvel. Detta kommer att göra virveln mer visuellt uttalad och kan också bättre illustrera begrepp i samband med densitet.
