Почему воздушный шарик сдуваясь улетает?
Сегодня трудно представить праздники без воздушного декора. Эти изделия появились в жизни человека так, как будто всегда в ней были. Но каждый предмет имеет свою историю. Кто же придумал шарики и почему они, сдуваясь, улетают?
История воздушных шариков
История появления насчитывает не одну сотню лет. Впервые о шарах упоминают ученые в карельских рукописях. В документах прописан весь процесс формирования сфер. Тогда их делали из кожи быков и китов, а также мочевых пузырей свиньи. Если верить слухам, то карелы использовали их для воздухоплавания. Датой этих событий считается двенадцатый век, но точных подтверждений нет. Вот что подтверждено документами:
- Первыми шарами считаются результаты эксперимента М.Фарадея – он создавал каучуковые мешки, наполняя их водородом. Именно их стали впервые использовать как праздничные украшения – шарики летали в воздухе и радовали людей.
- Спустя год начали продавать наборы под названием «Сделай сам». В них входил тюбик с жидким каучуком и газовый баллончик. Так у детей появились первые надувные игрушки.
- В 1922 году в городе проходил праздник, когда произошел взрыв шаров с водородом. С того времени опасный газ не используют – его заменили на безопасный гелий.
- В 1931 году появились шарики из латекса – они были разной формы, что очень радовало детей.
Сейчас «воздушная» индустрия богата самыми разными моделями – латексными, из фольги, разных размеров и форм. Чтобы надуть шар, используют гелий или смесь гелия с воздухом.
Почему же летит, когда сдувается?
Если с историей шаров понятно, то остается вопрос: почему воздушный атрибут летит в момент, когда сдувается? Рассмотрим три предположения.
Гипотеза 1. Предположим, полету шарика способствует ветер
Надуйте два шара, один из которых завяжите ниткой. Выйдите на улицу, когда там будет ветрено. Отпустите обе модели – они полетят. Завязанный экземпляр полетит от ветра, а другой – еще быстрее. Затем обе сферы упадут на землю.
Если провести такой же эксперимент в квартире, вы увидите, что при отсутствии ветра модель с ниткой медленно упадет на пол, а вторая – полетит, хоть и медленнее, чем на улице, а после также упадет. Это доказывает, что ветер способствует полету, хоть шар и может летать без него. Значит, предположение частично верно.
Гипотеза 2. Допустим, что шар летит, так как газ в нем легче воздуха
Для опыта возьмите два одинаковых надувных предмета. Один надуйте углекислым газом самостоятельно, а для другого используйте насос с воздухом. Свяжите их с помощью нитки и перебросьте через палку. Вы заметите, что шар с CO₂ опустится ниже своего собрата. Это означает, что он тяжелее. Все дело в том, что оксид углерода тяжелее воздуха в 1,5 раза. Поэтому выходит, что гипотеза ложная.
Гипотеза 3. Вероятно, шарик выталкивает воздух, который выходит
При надувании шара происходит растяжение надувной оболочки и заполнении ее воздухом. При освобождении отверстия воздух с силой выходит наружу. Объемы сферы при этом становятся меньше. Получается, что воздух из нее направляется в одном направлении, а ее оболочка – в противоположном.
Нельзя предсказать путь шара заранее. Когда воздух полностью покинет его, то шар остановится. Таким образом, последний улетает из-за действующей реактивной силы.
Опыты, которые показывают реактивное движение
Есть еще два опыта, которые покажут реактивное движение шара:
- Надуйте шар, вставьте согнутую трубку и завяжите. Прикрепите его к небольшой машинке так, чтобы трубочка была направлена назад. Освободив ее, вы заметите, что воздух будет выходить назад, а машинка поедет вперед.
- Подготовьте емкость с водой и опустите в нее сферу с трубкой так, чтобы последняя была направлена вбок. Освободив ее, вы заметите, что сфера начнет вращаться по воде.
Есть ли связь между дальностью полета и формой шара, толщиной резины?
Чтобы определить, какие факторы влияют на дальность полета:
- Возьмите большие и маленькие сферы с различной толщиной.
- Натяните в комнате леску. На последнюю наденьте часть соломинки.
- Надуйте шары насосом так, чтобы количество воздуха оказалось одинаковым – десять качков.
- Прикрепите шары к соломинке с помощью скотча и отпустите. Вы заметите, что они пролетят по леске, а затем остановятся.
Сравнив расстояние, которое они прошли, вы поймете – чем больше толщина и размер, тем дальше будет полет.
Применение знаний о реактивном движении учеными
Если с вопросом, почему шарик, когда сдувается, улетает, мы разобрались, то как все-таки ученые воспользовались знаниями? Главное изобретение двадцатого века – реактивный двигатель, позволивший отправится человеку в космос. После ракет люди познакомились с самолетами нового реактивного типа, а за ними – с водометом. Последний нередко устанавливают на катера с быстрым ходом.