Vortici e tornado: esperimenti qualitativi

1.Procuratevi due bottiglie di plastica (trasparente) da cui avete rimosso le etichette, e del nastro adesivo. Da un ferramenta fatevi poi dare alcune rondelle metalliche (del diametro esterno pari almeno all'imboccatura delle bottiglie), con fori interni di diverso diametro. Riempite una delle due bottiglie (circa 2/3) con dell'acqua, aggiungendo un po' di colorante per una migliore visualizzazione, posizionate una rondella sopra l'imboccatura e, sopra di essa, l'imboccatura dell'altra bottiglia vuota capovolta. Avvolgete per bene con del nastro adesivo il sistema delle due imboccature con la rondella in mezzo. Invertite le due bottiglie (con la bottiglia piena sopra) e agitate vigorosamente in modo da favorire la rotazione dell'acqua che scende nella bottiglia vuota sotto: posizionato il sistema su un tavolo orizzontale, osservate il vortice generato. Cosa avviene se ripetete l'esperimento agitando ancora più velocemente l'acqua? Il vortice che si forma è più grande? Ripetete l'esperimento usando rondelle con fori di diverso diametro: cosa constatate riguardo al vortice? Cosa avviene se inclinate la bottiglia dopo che un vortice si è formato?

2. Versate dell'acqua molto calda (anche qui aggiungendo un colorante) in una grossa tazza (o in una piccola pentola) e mescolate molto lentamente con un cucchiaio in una data direzione, in modo che l'acqua ruoti lentamente. Posizionate delicatamente un cubetto di ghiaccio molto piccolo al centro dell'acqua che ruota. Cosa osservate? Il cubetto inizia a ruotare? Man mano che il cubetto si scioglie, la rotazione aumenta di velocità, magari fino a superare quella dell'acqua circostante? Ripetete l'esperimento più volte per trovare la posizione migliore per il cubetto. Sapreste dare una spiegazione di ciò che osservate? Cosa avviene all'acqua calda in prossimità del bordo superiore, man mano che il cubetto si scioglie (da che parte?)? Il fenomeno ha qualche analogia con i mulinelli che si osservano nei fiumi o nei tornado in aria? Perché?