partie3 Modélisation et mise en relation avec le phénomène naturel



Pour la modélisation nous avons décidé de modélise une mini tornade
Nous avons trouvé plusieurs possibilités de modélisation

En premier nous avons réussis à la modéliser dans une bouteille
Cela a fonctionné voir image ci dessous :

Fabrication:
Prenez 2 bouteilles du type soda (1.5L ou 2 L)
Percez les 2 bouchons au centre d'un trou de 9 ou 10 mm de diamètre
Remplissez une des deux bouteilles au 3/4 refermez la bouteille 
Scotcher les deux bouteilles avec du chatterton (par exemple)

Fonctionnement:  
Retourner la bouteille pleine et secouez la bouteille en faisant des mouvements circulaire pendant quelques seconde, arrêtez de tournez et poser la bouteille.
Vous devrait normalement voir apparaître un vortex qui a l'apparence d'une tornade

Interprétation de l’expérience :
En animant l'eau d'un mouvement circulaire, l'air s'infiltre verticalement par le trou des deux bouchons et suit ainsi le mouvement l'eau. La tornade est alors ce tourbillon d'air nettement visible et conique comme dans la réalité.
  

Mais nous n’étions pas assez contents de nous étant donner que cela n'était pas assez complexe à notre goût
Mais au moins nous étions sur de présenter quelque chose aux examinateurs le jour J




Nous avons donc tenté de trouver une expérience plus complexe c'est ce que nous avons fait, en recherchant bien nous avons trouvé cette expérience (modélisation d'une tornade dans un baril vide a l'aide d'un ventilateur et de vapeur d'eau)

Mais malheureusement nous avons vite abandonné cette expérience du fait de la complexité à trouver l’élément nécessaire à la fabrication (surtout le baril)




Donc nous avons continué à chercher et finalement nous avons trouvé une expérience assez complexe à notre gout avec des éléments facile à trouver et nous avons décidé de nous lancer dans sa réalisation

Les matériaux nécessaire à la fabrication de notre simulateur de tornade ne sont pas très difficile a trouver (carton, plastique, gros scotch, une plaque chauffante, un plat du type saladier, de l'eau)

Voici la liste des matériaux et outils:
- du carton
- du film plastique type alimentaire ou des plaque du plexiglas
- du gros scotch
- une plaque chauffante (plus la puissance de celle-ci sera élevée plus l'eau chauffera vite)
- une casserole pour faire chauffer l'eau ou un saladier (pour avoir de meilleur résultat le plat doit être circulaire et pas très haut)
- de l'eau
- une source de lumière (pour voir le vortex se formée)
- un cutter

Étapes de fabrication :

Étape 1 :
Coupez les quatre côtés de la chambre de simulateur. Chaque côté devrait être 30 cm de large et 61 cm de long. Si le morceau de carton est assez grand, vous pouvez faire tous les côtés dans un morceau, marquer ensuite les coins pour qu'ils puissent être pliés pour former un  angle de 90 degré.

Étape 2 :
Coupez une fente de 2 cm de large de chaque côté. La fente doit commencer à 5cm du haut et terminer à 5cm du bas. La fente doit être située à 2cm du coin.

Étape 3:
Coupez les fenêtres pour pouvoir voir le vortex. Les fenêtres peuvent commencer à 5cm du bord. La taille des fenêtres n'a pas d'importance mais il y a un minimum car sinon le carton ne sera pas assez solide. Les deux fenêtres seront sur des côté adjacents et pas sur des côtés opposés.

Étape 4 : 
Assembler les 4 côtés ensemble comme sur le schéma ci-dessous et scotcher les ensemble  
                            
Attention: la position des fentes et de la fenêtre doit être identique au schéma ci-dessus sinon cela ne fonctionnera pas


Étape 5:
Mettez en place les fenêtres.

Étape 6:
Fermez tout 
La chambre du simulateur est terminée 


Mise en marche du simulateur

Étape 1:
Placez la plaque chauffante sur une surface plane et allumez-la

Étape 2:
Placez le plat avec de l'eau déjà chaude sur la plaque chauffante, portez à ébullition

Étape 3:
Positionnez la chambre du simulateur au-dessus de la plaque chauffante
Note importante: si vous voulez que le vortex tourne dans le de rotation cyclonique placer les fentes sur le coté droit.

Étape 4:
Placez la source de lumière de telle sorte que l'on puisse voir la vapeur d'eau.

Étape 5:
L'eau bout, de la vapeur d'eau se forme, le vortex commence à apparaître.
Plus il y aura de vapeur d'eau, plus le vortex sera visible alors actualisez l'eau du plat avec de l'eau chaude ou bouillante (pas d'eau froide car cela refroidirait l'eau déjà chaude et elle mettrait du temps avant de réchauffer et le vortex ne sera plus visible)

vidéo de notre simulateur en marche :



Interprétation de notre simulateur


Sur notre simulateur, la plaque chauffe l'air au dessus d'elle.


L'air réchauffé monte, c'est la loi de la physique.

Mais, il faut bien que l'air qui est montée soit remplacée.

Du coup, grâce au simulateur, l'air n'a d'autre choix que de venir par les 4 coins du simulateur qui oblige  l'air de rentrer dans le sens des aiguilles d'un montre, ce processus va de plus en plus vite jusqu'à ce qu'un vortex ce forme, la tornade est née