Å simulere virvelen til en orkan i en 2-liters flaske er et rett og enkelt eksperiment hjemme eller i klasserommet. Med litt tape, litt hard plastrør og andre rimelige materialer, kan du bygge en morsom og gjenbrukbar vitenskap prosjekt som illustrerer naturlovene bak virvler, de fysiske fenomenene som kjennetegner orkaner og tornadoer.
Dannelsen av en vortex i en flaske resulterer når sentripetalkrefter og sentrifugalkrefter påføres et system med varierende tetthet, i dette tilfellet forskjellen i tetthet mellom luft og vann. I naturen dannes virvler når et vått værsystem kolliderer med tørr luft. I begge systemer driver forskjellen i tetthet vortexformasjonen.
Fyll en av flaskene med 750 ml kaldt vann. Vannet skal fylle omtrent tre fjerdedeler av flasken; mer vann vil gjøre det vanskeligere å lage vortex mens mindre vann vil forkorte varigheten.
Snu den andre flasken opp ned og legg den på toppen av den fylte flasken. Bruk et sterkt lim og fest de to flaskeåpningene sammen for å skape en vanntett forsegling. La limet stivne.
Lag virvelen ved å snu flaskene og rotere den øverste (vannfylte) flasken raskt med eller mot urviseren. Denne handlingen skaper sentripetal kraft, rettet mot midten av flasken, som skyver vannet og luften ut. Fordi luft er mindre tett enn vann, blir luften presset inn i midten og får vortexen til å danne seg. Sentrifugalkraft, noen ganger referert til som treghetskraft i Newtonian mekanikk, får luften i sentrum til å skyve mot vannet på utsiden. Jo lenger ned i virvelen, jo større blir denne kraften, og det er grunnen til at vannet strømmer raskere i bunnen av flasken enn på toppen.
Det er viktig å merke seg at begge flaskene inneholder substans: flasken i bunnen er fylt med luft, som naturlig vil fortrenge det tettere vannet på toppen. Hvis du ikke snurrer toppflasken, konkurrerer vannet og luften begge klønete om å fortrenge hverandre (danner bobler). Å spinne toppflasken skaper en bedre vei for luftstrøm, noe som resulterer i vortexdannelse og raskere vanndrenering.
