Simulering af orkanens hvirvel i en 2-liters flaske er et ligetil og simpelt eksperiment derhjemme eller i klasseværelset. Med et lille bånd, nogle hårde plastrør og andre billige materialer kan du opbygge en sjov og genanvendelig videnskab projekt, der illustrerer de naturlige love bag hvirvler, de fysiske fænomener, der karakteriserer orkaner og tornadoer.
Dannelsen af en hvirvel i en flaske resulterer, når centripetalkræfter og centrifugalkræfter påføres et system med varierende tætheder, i dette tilfælde forskellen i tæthed mellem luft og vand. I naturen dannes hvirvler, når et vådt vejrsystem kolliderer med tør luft. I begge systemer styrker forskellen i densitet vortexdannelsen.
Fyld en af flaskerne med 750 ml koldt vand. Vandet skal fylde ca. tre fjerdedele af flasken; mere vand vil gøre det sværere at skabe hvirvel, mens mindre vand forkorter varigheden.
Vend den anden flaske på hovedet og læg den oven på den fyldte flaske. Brug en stærk lim, og fastgør de to flaskeåbninger sammen for at skabe en vandtæt forsegling. Lad limen sætte sig.
Opret vortex ved at vende flaskerne rundt og dreje den øverste (vandfyldte) flaske hurtigt med uret eller mod uret. Denne handling skaber centripetal kraft rettet mod midten af flasken, som skubber vandet og luften udad. Fordi luft er mindre tæt end vand, bliver luften presset ind i midten og får vortex til at dannes. Centrifugalkraft, undertiden benævnt inerti-kraft i Newtons mekanik, får luften i midten til at skubbe mod vandet udefra. Jo længere ned i vortexen, jo større bliver denne kraft, hvorfor vandet strømmer hurtigere i bunden af flasken end øverst.
Det er vigtigt at bemærke, at begge flasker indeholder stof: Flasken i bunden er fyldt med luft, som naturligvis vil fortrænge det mere tætte vand øverst. Hvis du ikke snurrer den øverste flaske, konkurrerer vandet og luften begge klodset om at fortrænge hinanden (danner bobler). Drejning af topflasken skaber en bedre mulighed for luftgennemstrømning, hvilket resulterer i hvirveldannelse og hurtigere vandafløb.