トルネードというと日本では台風やアメリカなどのハリケーンなどを思い浮かべます。災害と結びつきやすいものですが、トルネードを簡単に観察することはできないのでしょうか?ここではペットボトルの中で観察できるトルネードを作ってみましょう。
材料はキャップ付きのペットボトル(500ml)を2本、プラスチック用接着剤、ビニルテープ、穴をあけるためのきり・ドライバー(太め)、はさみ、穴をあける際に下に敷く分厚い新聞紙やぞうきん、木の板などです。
まず、ペットボトルのキャップを外してキャップ同士を反対向きにし、プラスチック用接着剤でくっつけます。この時、キャップをつないだ場所に隙間が空かないように接着剤を塗ります。乾いたら補強のためにビニルテープを巻きます。
次にきりでキャップに穴をあけます。
この時、ケガの原因となるので手の中で穴をあけないように分厚い新聞紙やぞうきん、木の板などの上において安定させた状態で穴をあけましょう。穴が開いたらそこからドライバーやハサミなどを使って穴を大きくしていきます。穴の大きさが1.2センチほどになるようにします。
最後に500ミリペットボトルの片方に水を三分の二ほど入れます。先ほど作ったキャップをつなぎ、さらに空のペットボトルをつないだら完成です。上に水が入ったペットボトルが来るようにし、少し回しておいてみるとペットボトルの中では渦を作った水が下に勢いよく落ちていきます。
この場合、トルネードは回転の力をかけること(遠心力)で水が外側に広がります。すると中心に穴が開きそこを下の空気がスムーズに上に移動してきます。同じタイミングで重力に引っ張られた水が下に落ちていきます。この移動が激しく起こることでトルネードが起きるのです。
自然の状態で水が渦を巻いている状態は、鳴門海峡で見られる「うずしお(渦潮)」が有名です。こちらは潮の満ち引きにより生まれる水流の違いによって発生しています。そのため、常にみられるわけではなく満潮と干潮の差が最も大きくなる時間帯にみられます。こちらも機会があったら観察してみたいですね。
参考サイト
http://science.wao.ne.jp/experiment/recipe.php?contents_no=50415
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