שדוני אבק (עלעולים)
איך זה פועל?
אם תסובבו את המדחף תיצרו מערבולת במרכז המכל. המערבולת סוחפת ומעלה חלקיקים דקים של חול אל תוך הסביבון המסתחרר. אם תפסיקו לסובב את הידית, המערבולת תתפוגג ותרפה מן החלקיקים. אתם יכולים לראות איך החול נסחף לאיטו עד שהוא "מתיישב" מחוץ לתמיסה, בדיוק כפי ש"שדוני אבק" מדבריים משתחררים מחלקיקי חול ועפר.
איך נוצרת מערבולת?
המערבולת הנוצרת בפסל שדוני אבק דומה לעמודי טורנדו ושדוני אבק, שמתפתחים על פני כדור הארץ וכוכבי לכת אחרים. עפ"י עקרון ברנולי כשאוויר או מים נעים במהירות מעל משטח, הם מפעילים עליו פחות לחץ מאשר כשהם נעים לאט יותר. התנהגות זו גורמת להיווצרות מערבולות. רוח שנתקלת במכשול (למשל סלע) חייבת לעקוף אותו, להאיץ ולנוע מהר יותר. רוח שמרוחקת מעט מהמכשול יכולה להמשיך במסלולה ולנוע לאט יותר. הרוח שעקפה את המכשול במהירות גבוהה מתעקלת ומסתחררת וכך נוצרת מערבולת שבמרכזה אזור לחץ נמוך. מערבולת זו מתקדמת במרחב, תוך שהיא סובבת סביב מרכזה (עין הסערה).
כדי להמחיש זאת, תארו לעצמכם מחליקה על גלגיליות שנעה על פני משטח ואז משלבת ידיים עם מחליק שעומד במקומו. המחליקה הנעה תימשך לעבר המחליק הנייח, מסלולה יתעקל והיא תתחיל לחוג סביב חברה העומד. כשהשניים ינתקו ידיים "תיזרק" המחליקה הנעה כלפי חוץ, בקו ישר לאורך המסלול החדש. אבל היא תמשיך להסתובב סביב עצמה. במקרה שלנו הרוח דומה למחליקה הנעה, הסיבוב של המחליקה דומה למערבולת, והסלע למחליק הנייח.
המערבולת תמשיך להסתובב אלא אם כוח חיצוני כלשהו יפעל עליה. לפי חוק שימור התנע הזוויתי, תנועה סיבובית של חומר - התלויה במסת החומר המסתובב, בקצב הסיבוב ובמרחק ממרכז הסיבוב - נשארת קבועה, אלא אם כוח חיצוני משנה אותה. לפיכך, כשחומר מסתובב נע לעבר מרכז הסיבוב שלו, בהנחה שהמסה שלו נשארת קבועה, קצב הסיבוב יואץ. כשמחליקה על גלגיליות מאיצה את הסיבוב שלה על ידי כך שהיא מצמיגה את זרועותיה לגופה, אפשר לראות דוגמא לשימור של התנע הזוויתי.
שדון אבק - סופת עלעול במדבר
ברגע שסיבוב המערבולת החל, הלחץ הנמוך שבמרכזה עוזר ללכד אותה, כלומר תורם להשאיר אותה ממורכזת. אזור הלחץ הנמוך הזה עשוי גם למשוך אבק אל פנים המערבולת, וכך אפשר לראות אותה בעין. אפשר שמערבולת תיראה ותיעלם חליפות, על פי כמות החלקיקים הנראים לעין שנלכדו בתוכה.
היכן אנחנו רואים מערבולות במערכת השמש?
מערכת השמש עצמה היא מעין מערבולת ענקית, שכבר למעלה מחמישה מיליארד שנה חגה סביב השמש בחלל נטול חיכוך. המערבולת תסתובב לנצח, אלא אם כוחות חיצוניים יעצרו אותה.
שדוני אבק ועמודי טורנדו חגים באטמוספרה או בקרבת פני השטח של כדור הארץ ושל כוכבי לכת אחרים. בסביבה זו, החיכוך יגזול בסופו של דבר את האנרגיה מן המערבולת, שתתפוגג ותיעלם. בכל זאת, מערבולת יכולה להתקיים, ובתוך כך גם לנוע ממקום למקום, במשך זמן רב בלי להעלם. לכן אנחנו יכולים לראות טורנדו או שדוני אבק גם במרחק רב מן המקום שבו נוצרו.
מערבולת בקנה מידה קטן נוצרת כשרוח נתקלת במכשול כגון סלע גדול, מצוק או גבעה. מערבולות בקנה מידה קטן אף יותר אפשר לראות במים שיוצאים מכיור או מאמבטיה דרך פתח הניקוז שלהם. או בעונת הסתיו, כשערמת עלים יבשים מתנחשלת למין סביבון רוח קטן.
כוח קוריוליס (ראו "מסלול מסתחרר") גורם למערבולות גדולות על פני כדור הארץ.
אילו פסלים נוספים בתערוכה דומים לשדוני אבק?
מסלול מסתחרר וראשי עננים בנוסח צדק מציגים מצבים דומים למערבולות אטמוספריות, ונוף אאולי מאפשר לנו לראות התערבלות שנוצרת כתוצאה מפעילות-הגומלין שבין רוח לחול.
