تعد محاكاة دوامة الإعصار في زجاجة سعة 2 لتر تجربة مباشرة وبسيطة في المنزل أو في الفصل الدراسي. باستخدام شريط صغير وبعض الأنابيب البلاستيكية الصلبة وغيرها من المواد الرخيصة ، يمكنك بناء علم ممتع وقابل لإعادة الاستخدام مشروع يوضح القوانين الطبيعية وراء الدوامات والظواهر الفيزيائية التي تميز الأعاصير و الأعاصير.
ينتج تكوين دوامة في زجاجة عندما يتم تطبيق قوى الجاذبية المركزية وقوى الطرد المركزي على نظام ذي كثافة متفاوتة ، وفي هذه الحالة يكون الاختلاف في الكثافة بين الهواء والماء. تتشكل الدوامات في الطبيعة عندما يصطدم نظام الطقس الرطب بالهواء الجاف. في كلا النظامين ، يعمل الاختلاف في الكثافة على تكوين الدوامة.
املأ إحدى الزجاجات بـ 750 مل من الماء البارد. يجب أن تملأ المياه ما يقرب من ثلاثة أرباع الزجاجة ؛ المزيد من الماء سيجعل من الصعب تكوين الدوامة بينما يقلل الماء القليل من مدتها.
اقلب الزجاجة الثانية رأسًا على عقب وضعها فوق الزجاجة المملوءة. باستخدام غراء قوي ، اربط فتحتين الزجاجتين معًا لإنشاء ختم مانع لتسرب المياه. اترك الصمغ يتماسك.
قم بإنشاء الدوامة عن طريق قلب الزجاجات وتدوير الزجاجة العلوية (المملوءة بالماء) في اتجاه سريع في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة. ينتج عن هذا الإجراء قوة جاذبية ، موجهة نحو مركز الزجاجة ، مما يدفع الماء والهواء إلى الخارج. لأن الهواء أقل كثافة من الماء ، يتم ضغط الهواء في المنتصف ، مما يتسبب في تكوين الدوامة. قوة الطرد المركزي ، التي يشار إليها أحيانًا باسم القوة القصورية في ميكانيكا نيوتن ، تجعل الهواء في المركز يدفع ضد الماء في الخارج. كلما ابتعدنا عن الدوامة ، ازدادت هذه القوة ، ولهذا السبب يتدفق الماء في قاع الزجاجة أسرع منه في الأعلى.
من المهم ملاحظة أن كلتا الزجاجتين تحتويان على مادة: الزجاجة الموجودة في الأسفل مملوءة بالهواء ، والتي تريد بطبيعة الحال أن تحل محل الماء الأكثر كثافة في الأعلى. إذا لم تقم بتدوير الزجاجة العلوية ، فإن الماء والهواء يتنافسان بشكل أخرق على إزاحة بعضهما البعض (تكوين فقاعات). يؤدي تدوير الزجاجة العلوية إلى إنشاء وسيلة أفضل لتدفق الهواء ، مما يؤدي إلى تكوين دوامة وتصريف أسرع للمياه.