Kako narediti orkan za znanstveni projekt

Simulacija vrtinčenja orkana v 2-litrski steklenici je preprost in preprost eksperiment doma ali v učilnici. Z malo traku, nekaj trde plastične cevi in ​​drugimi poceni materiali lahko ustvarite zabavno in ponovno uporabno znanost projekt, ki prikazuje naravne zakonitosti vrtincev, fizikalne pojave, ki so značilni za orkane in tornado.

Nastanek vrtinčenja v steklenici nastane, ko na sistem z različno gostoto delujejo centripetalne in centrifugalne sile, v tem primeru razlika v gostoti med zrakom in vodo. V naravi se vrtinci oblikujejo, ko mokro vremensko okolje trči v suh zrak. V obeh sistemih razlika v gostoti poganja vrtinčenje.

Eno od steklenic napolnite s 750 ml hladne vode. Voda naj napolni približno tri četrtine steklenice; več vode bo otežilo ustvarjanje vrtinca, manj vode pa bo skrajšalo njegovo trajanje.

Drugo steklenico obrnite na glavo in jo postavite na vrh napolnjene steklenice. Z močnim lepilom pritrdite dve odprtini za steklenice, da ustvarite vodotesno tesnilo. Pustite, da se lepilo strdi.

instagram story viewer

Ustvarite vrtinec tako, da steklenice obrnete in vrtenje zgornje (z vodo napolnjene) steklenice hitro zavrtite v smeri urnega kazalca ali v nasprotni smeri urnega kazalca. To dejanje ustvarja centripetalno silo, usmerjeno proti sredini steklenice, ki potiska vodo in zrak navzven. Ker je zrak manj gost kot voda, se zrak stisne v sredino in povzroči nastanek vrtinca. Centrifugalna sila, ki jo v Newtonovi mehaniki včasih imenujejo tudi vztrajnostna sila, povzroči, da zrak v središču na zunanji strani potiska proti vodi. Dlje ko je vrtinec navzdol, večja je ta sila, zato voda na dnu steklenice teče hitreje kot na vrhu.

Pomembno je omeniti, da obe steklenički vsebujeta snov: steklenica na dnu je napolnjena z zrakom, ki seveda želi izpodriniti bolj gosto vodo na vrhu. Če zgornje steklenice ne zavrtete, se voda in zrak nespretno tekmujeta, da se med seboj premakneta (tvorita mehurčke). Z vrtenjem zgornje steklenice se ustvari boljši pot za pretok zraka, kar povzroči nastanek vrtinca in hitrejše odvajanje vode.

Teachs.ru
  • Deliti
instagram viewer