Μπορούν πραγματικά μερικά μπαλόνια με αέριο να σας σηκώσουν από το έδαφος;

Θα χρειάζονταν 4.800 μπαλόνια για να σηκωθεί ένα άτομο βάρους 60 κιλών (132 λίβρες) από το έδαφος.

Τα μπαλόνια είναι συχνά μέρος των πιο γλυκών αναμνήσεων μας από την παιδική μας ηλικία. Είτε πρόκειται για ένα μπαλόνι που πήρατε σε ένα πάρτι γενεθλίων και θέλατε να το κρατήσετε για πάντα (ή για ένα από αυτά τα μυστηριώδη μπαλόνια που ξέφυγε από τα νύχια σας σε ένα λούνα παρκ και ανέβηκε στον ουρανό, όπου το ακολουθήσατε για μίλια μέχρι να εξαφανιστεί από τα μάτια.

Πιθανότατα έχετε πάει σε πολλές εκδηλώσεις όπου θα μπορούσατε να αγοράσετε τέτοιου είδους μπαλόνια, αλλά έχετε αναρωτηθεί ποτέ πόσο δυνατά είναι πραγματικά τα μπαλόνια; Πιο συγκεκριμένα, πόσα μπαλόνια θα χρειάζονταν για να σας σηκώσουν από το έδαφος και να σας επιτρέψουν να πετάξετε;

Ανυψωτική δύναμη

Τα μπαλόνια αερίου λειτουργούν με βάση την αρχή της άνωσης και είναι γεμάτα με αέριο ήλιο. Αυτά τα μπαλόνια εκτοπίζουν μια ορισμένη ποσότητα αέρα (ακριβώς όπως κάνει ένα πλοίο για να παραμείνει πάνω από την επιφάνεια του νερού), οπότε όσο το συνδυασμένο βάρος του μπαλονιού και των χορδών είναι μικρότερο από τον αέρα που εκτοπίζει, είστε σε καλή κατάσταση . Αυτό συμβαίνει επειδή το βάρος του αερίου ηλίου είναι μικρότερο από τον αέρα, επομένως δεν έχει πρόβλημα να επιπλέει. Ωστόσο, αυτός δεν είναι ο μόνος λόγος πίσω από την ικανότητα πτήσης των μπαλονιών. υπάρχουν πολλοί άλλοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη.

Πηγή εικόνας:http://quest.nasa.gov/aero/planetary/atmospheric/balloon.html

Η δύναμη ανύψωσης ενός μπαλονιού γεμάτου με ήλιο είναι 1 γραμμάριο ανά λίτρο. Αυτό σημαίνει ότι εάν γεμίσετε ένα μπαλόνι με 10 λίτρα αερίου ηλίου, θα πρέπει να μπορεί να σηκώσει ένα αντικείμενο όχι βαρύτερο από 10 γραμμάρια. Αυτή είναι η ικανότητα ενός μπαλονιού γεμάτου ήλιο όταν πρόκειται να σηκώσει βάρη. Για λόγους απλότητας σε αυτήν τη συζήτηση, ας θεωρήσουμε ότι το βάρος των χορδών και του ίδιου του μπαλονιού είναι αμελητέο.

Τόμος ενός μπαλονιού

Αν και ένα μπαλόνι γεμάτο με αέριο μπορεί να έχει πολλά πιθανά σχήματα, ας εξετάσουμε ένα που είναι σφαιρικό. Ένα τυπικό σφαιρικό μπαλόνι σε ένα λούνα παρκ έχει διάμετρο 30 εκατοστά (0,98 πόδια). Αυτή είναι απλώς μια τυπική τιμή. Τα μπαλόνια μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερα και πολύ μικρότερα. Λοιπόν, πόσο αέριο ήλιο μπορεί να χωρέσει αυτό το συγκεκριμένο μπαλόνι; Ας υπολογίσουμε τον όγκο (ή την ικανότητα συγκράτησης αερίου) του μπαλονιού.

Επειδή το μπαλόνι έχει σφαιρικό σχήμα, θα χρησιμοποιήσουμε τον τύπο για τον υπολογισμό του όγκου μιας σφαίρας, ο οποίος είναι,

όπου 'r' είναι η ακτίνα του μπαλονιού (που είναι 30/2 =15 εκατοστά, σε αυτήν την περίπτωση).

Αφού εισαγάγουμε τις μεταβλητές, διαπιστώνουμε ότι ο όγκος του μπαλονιού μας είναι 14130 κυβικά εκατοστά, που μεταφράζεται σε περίπου 14 λίτρα.

Βάρος ενός ατόμου

Σκεφτείτε έναν άνδρα που ζυγίζει 60 κιλά (132 λίβρες). Σε γραμμάρια, αυτό ανέρχεται σε 60.000 γραμμάρια. Διαιρέστε το βάρος σας (60.000 γραμμάρια) με 14 (λίτρα). Θα φτάσει περίπου στις 4.286.

Σημειώστε ότι αυτός ο αριθμός μπαλονιών μπορεί απλώς να σας σηκώσει από το έδαφος. για να ανέβει στον αέρα με οποιαδήποτε ταχύτητα, θα χρειαστούν σχεδόν 500 επιπλέον μπαλόνια. Τελικά, χρειάζονται 4.800 μπαλόνια για να κατεβάσετε ένα άτομο που ζυγίζει 60 κιλά (132 λίβρες) από το έδαφος.

Προφανώς, αυτός ο αριθμός θα άλλαζε ανάλογα με το μέγεθος των μπαλονιών και το βάρος του ατόμου που σηκώνεται.

Μια φωτογραφία από την ταινία "Up" (Πηγή εικόνας:http://www.ci.berkeley.ca.us)

Με άλλα λόγια, αν σκέφτεστε να μεταφέρετε τον εαυτό σας και το σπίτι σας χρησιμοποιώντας μόνο μπαλόνια με αέριο, ξανασκεφτείτε το. Ή τουλάχιστον…αρχίστε να αγοράζετε μπαλόνια χύμα, γιατί θα τα χρειαστείτε!