Comment simuler une tornade dans une bouteille

Vous pouvez simuler une tornade dans une bouteille simplement avec un peu d’eau et de liquide vaisselle que vous faites tourbillonner. Ce peut être une excellente façon d’apprendre aux enfants comment fonctionne une tornade. Pour faire une expérience simple, essayez de recréer une tornade dans une seule bouteille. Pour une activité plus avancée, essayez d’attacher deux bouteilles ensemble.

Méthode 1

Méthode 1 sur 3:

Remplir la (ou les) bouteille(s)

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1
Remplissez une bouteille d’eau. Remplissez une bouteille en plastique d’eau en laissant 5 cm d’espace vide en haut. La taille de la bouteille n’a pas d’importance. Plus elle est grande, plus la tornade sera grande, tout simplement. Plus la tornade sera grande, plus il sera facile d’observer le comportement de l’eau ^{[1]XSource de recherche}.
- Si vous utilisez une seule bouteille, vous pouvez utiliser une bouteille d’eau en plastique ou un bocal transparent ^{[2]XSource de recherche}. Si vous faites une version à deux bouteilles, essayez d’utiliser deux bouteilles de soda vides d’une capacité de 2 l.
- Faites des expériences avec différents volumes d’eau. Notez si la quantité a un effet sur la taille et (ou) la vitesse de la tornade.
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Ajoutez du liquide vaisselle. Quelques gouttes de liquide vaisselle concentré suffiront. Vous pouvez aussi utiliser de l’huile ou toute autre substance hydrophobe (qui repousse l’eau ^{[3]XSource de recherche}).
- N’essayez pas d’utiliser d’autres produits nettoyants comme de l’eau de Javel ou du savon non liquide. N’utilisez pas de lessive, car elle ne réagit pas à l’eau de la même façon que le liquide vaisselle ^{[4]XSource de recherche}.
- Faites des expériences avec différentes quantités ou différentes marques de liquide vaisselle. Notez si une marque en particulier fonctionne mieux que les autres ou si la quantité de savon a un effet sur la tornade.
Cette étape est facultative, mais une pincée de paillettes peut rendre le mouvement du tourbillon plus facile à observer. Vous pouvez aussi ajouter du colorant alimentaire. Si vous utilisez une grande bouteille, vous pourriez même mettre quelques maisons de Monopoly en plastique dans l’eau pour représenter les maisons emportées par la tornade ^{[5]XSource de recherche}.
Si vous en utilisez une seule, vissez simplement le bouchon fermement en place. Si vous utilisez deux bouteilles, attachez les deux ouvertures ensemble l’une en face de l’autre avec un moyen qui empêchera l’eau de s’échapper. Essayez d’utiliser de la SuperGlue, du mastic, du chatterton ou un gros élastique ^{[6]XSource de recherche}.
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Méthode 2

Méthode 2 sur 3:

Simuler une tornade dans une seule bouteille

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Assurez-vous que la bouteille est hermétique. L’expérience fonctionnera uniquement si l’air ne peut pas du tout entrer dans la bouteille. Testez le bouchon avec la main pour vous assurer qu’il est vissé fermement.
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Faites tourner la bouteille. Tenez-la par le haut ou le bas et utilisez votre poignet pour agiter l’eau de façon à ce qu’elle décrive un mouvement circulaire. Au bout de quelques secondes, vous devriez voir un tourbillon apparaitre au centre. C’est la « tornade » qui se forme. Posez-vous les questions suivantes.
- Pourquoi l’eau tourbillonne-t-elle ^{[7]XSource de recherche} ?
- Le tourbillon tourne-t-il en sens horaire ou antihoraire ?
- Comment les paillettes interagissent-elles avec la tornade ?
Essayez de faire tourbillonner l’eau plus ou moins rapidement. Essayez de la faire tourner en tenant la bouteille à l’envers. Notez si ces changements ont un effet sur l’apparence du tourbillon.
Elle est soumise à une force centripète, force qui attire les objets et les liquides vers un point central en leur faisant décrire une trajectoire circulaire ^{[8]XSource de recherche}. Dans le cas de notre expérience, l’eau tourne autour du centre du vortex qui se trouve au centre de la bouteille, car la bouteille définit la taille et la forme de l’étendue d’eau ^{[9]XSource de recherche}.
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Méthode 3

Méthode 3 sur 3:

Simuler une tornade dans deux bouteilles

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Assurez-vous qu’elles sont bien attachées ensemble au niveau de leurs ouvertures. L’assemblage doit être étanche et hermétique. Posez-le avec la bouteille pleine en bas et la bouteille vide en haut. Pensez à laisser quelques centimètres vides en haut de celle que vous remplissez d’eau.
Faites la même chose que si vous retourniez un sablier. La bouteille du bas doit à présent être vide et celle du haut doit être remplie d’eau. Tenez-les pour éviter qu’elles se renversent, car tout le poids se trouvera en haut et l’assemblage ne sera pas stable.
Étant donné que la pression de l’air dans la bouteille du haut est inférieure à celle dans la bouteille du bas, il ne devrait pas y avoir beaucoup d’eau qui coule entre les deux.
Agitez la bouteille remplie d’eau en décrivant un mouvement circulaire. Si vous faites doucement tourner la bouteille du haut, l’eau devrait commencer à se déverser dans celle du bas. Ce mouvement devrait créer un tourbillon au centre de la bouteille supérieure lorsque le liquide coulera dans un espace où la pression de l’air est plus élevée.
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Conseils

Si vous utilisez deux bouteilles, tenez-les au niveau où elles sont attachées ensemble pour éviter qu’elles se cassent au niveau des ouvertures.
Essayez d’ajouter des produits comme de l’huile ou du colorant alimentaire à l’eau. Faites des expériences avec différents liquides.
Essayez d’ajouter des vermicelles en sucre, des plumes, du sel ou tout autre élément qui pourrait être entrainé dans le tourbillon.
Pour créer un effet visuel plus réaliste, ajoutez quelques petites feuilles pour représenter le feuillage qui est souvent emporté par les tornades.