Имитация вихря урагана в двухлитровой бутылке - несложный и простой эксперимент дома или в классе. С помощью небольшой ленты, жестких пластиковых трубок и других недорогих материалов вы можете построить забавную и многоразовую науку. проект, который иллюстрирует естественные законы, лежащие в основе вихрей, физические явления, характеризующие ураганы и торнадо.
Образование вихря в бутылке происходит в результате приложения центростремительных и центробежных сил к системе с различной плотностью, в данном случае разницей в плотности между воздухом и водой. В природе вихри образуются, когда система влажной погоды сталкивается с сухим воздухом. В обеих системах разность плотностей приводит к образованию вихрей.
Залейте в одну из бутылок 750 мл холодной воды. Вода должна заполнять примерно три четверти бутылки; больше воды затруднит создание вихря, а меньшее количество воды сократит его продолжительность.
Переверните вторую бутылку вверх дном и поместите ее на наполненную бутылку. Используя прочный клей, соедините два отверстия бутылок вместе, чтобы создать водонепроницаемое уплотнение. Дайте клею застыть.
Создайте вихрь, переворачивая бутылки и быстро вращая верхнюю (заполненную водой) бутылку по часовой стрелке или против часовой стрелки. Это действие создает центростремительную силу, направленную к центру бутылки, которая выталкивает воду и воздух наружу. Поскольку воздух менее плотный, чем вода, воздух сжимается в середине, вызывая образование вихря. Центробежная сила, иногда называемая силой инерции в механике Ньютона, заставляет воздух в центре толкаться против воды снаружи. Чем дальше вихрь, тем больше становится эта сила, поэтому вода течет быстрее на дне бутылки, чем наверху.
Важно отметить, что обе бутылки содержат вещество: бутылка на дне заполнена воздухом, который, естественно, хочет вытеснить более плотную воду вверху. Если вы не раскрутите верхнюю бутылку, вода и воздух будут неуклюже конкурировать, вытесняя друг друга (образуя пузыри). Вращение верхней бутылки создает лучший проход для воздушного потока, что приводит к образованию вихрей и более быстрому дренажу воды.