Fizika balona Macy’s Parade za Dan zahvalnosti

Ako udvostručite radijus balona, ​​povećat ćete volumen za faktor osam (budući da je volumen proporcionalan kubnom polumjeru). Ali što je s materijalom na vanjskoj strani balona? Recimo, želim da sve bude pošteno i povećam debljinu materijala za faktor dva za veći balon. Budući da ovaj materijal pokriva samo površinu balona, ​​njegova bi se površina povećala četiri puta. Ako uključite dvostruku debljinu, materijal većeg balona također ima osam puta veću masu od manjeg.

Ali u nekom trenutku više nećete morati izrađivati ​​sve deblje i deblje balone. Mogu nabaviti neki materijal (recimo gumu) koji je vrlo čvrst sa samo jedan milimetar debljine. To znači da ako povećam radijus balona za faktor 10, volumen će se povećati za 1000, ali možda se masa ljuske poveća samo za 100. Volumen je važan jer odatle dobivam svoju silu uzgona.

Sada idemo drugim putem. Napravimo balon za mrave. Ako smanjim radijus običnog party balona za faktor 100 (zapravo bi trebao biti čak i manji od toga), debljina ljuske također bi se morala smanjiti za 100. Ovi baloni su već prilično tanki. Smanjite previše i jednostavno ne biste imali strukturu koja može držati balon zajedno. Malo povećajte debljinu i masa će biti previsoka da pluta. Nažalost, nema paradnih balona za mrave.

Veći baloni su teži

Jupi! Imam golemi balon i on lebdi. Što bi moglo biti sjajnije? Naravno, trebat će mi hrpa ljudi da ga drže (zajedno s nekoliko vozila), ali to je još uvijek golemi balon. Ali čekaj. Divovski baloni i dalje imaju problema. Povećavanje stvari može olakšati plutanje, ali dodaje druge probleme.

Prvi problem je vjetar. Naravno, taj povjetarac na vašem malom ručnom balonu je neugodan. Ali što se događa kada povećate veličinu balona? Ta sila koja gura balon proporcionalna je površini poprečnog presjeka. Ako udvostručite radijus vašeg balona, ​​povećat ćete ovu površinu za faktor četiri, što daje četiri puta veću zračnu snagu.