Symulacja wiru huraganu w 2-litrowej butelce to prosty i prosty eksperyment w domu lub w klasie. Za pomocą odrobiny taśmy, trochę twardych plastikowych rurek i innych niedrogich materiałów możesz zbudować zabawną i wielokrotnego użytku naukę projekt ilustrujący naturalne prawa stojące za wirami, zjawiska fizyczne charakteryzujące huragany i tornada.
Powstawanie wiru w butelce następuje, gdy siły dośrodkowe i odśrodkowe działają na układ o różnej gęstości, w tym przypadku różnicy gęstości między powietrzem a wodą. W naturze wiry tworzą się, gdy system mokrej pogody zderza się z suchym powietrzem. W obu systemach różnica gęstości napędza powstawanie wirów.
Napełnij jedną z butelek 750 ml zimnej wody. Woda powinna wypełnić mniej więcej trzy czwarte butelki; więcej wody utrudni tworzenie wiru, a mniej wody skróci czas jego trwania.
Odwróć drugą butelkę do góry nogami i umieść ją na napełnionej butelce. Za pomocą mocnego kleju połącz ze sobą dwa otwory na butelki, aby utworzyć wodoszczelne zamknięcie. Pozostaw klej do stwardnienia.
Utwórz wir, odwracając butelki i obracając górną (napełnioną wodą) butelkę w szybkim tempie zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. To działanie wytwarza siłę dośrodkową skierowaną w stronę środka butelki, która wypycha wodę i powietrze na zewnątrz. Ponieważ powietrze jest mniej gęste niż woda, powietrze zostaje ściśnięte w środku, powodując powstanie wiru. Siła odśrodkowa, czasami nazywana siłą bezwładności w mechanice Newtona, powoduje, że powietrze w środku napiera na wodę na zewnątrz. Im dalej w dół wiru, tym większa staje się ta siła, dlatego woda płynie szybciej na dnie butelki niż na górze.
Należy zauważyć, że obie butelki zawierają substancję: butelka na dole jest wypełniona powietrzem, które naturalnie chce wyprzeć gęstszą wodę na górze. Jeśli nie zakręcisz górnej butelki, woda i powietrze będą niezgrabnie rywalizować o przemieszczenie się (tworząc bąbelki). Obracanie górnej butelki tworzy lepszą drogę przepływu powietrza, co skutkuje tworzeniem się wirów i szybszym odprowadzaniem wody.