Lewitujące koło balonów
Na samym początku moich badań zbalonowałem kilka kolorowych balonów, które następnie połączyłem w koło za pomocą taśmy dwustronnej. Gdy skierowałem strumień gorącego powietrza z suszarki do włosów w górę, struktura zaczęła unosić się w powietrzu. Muszę jednak przyznać, że w pierwszej próbie wszystko poleciało, ponieważ użyłem zbyt ciężkiej taśmy, która nie pozwoliła na stabilną lewitację.
Fizyka korytarza powietrznego
Kiedy strumień gazu generuje korytarz o niższym ciśnieniu, znajdujący się w nim obiekt pozostaje w tym miejscu. Z zewnątrz jest on ściskany przez wyższe ciśnienie atmosferyczne, co sprawia, że balony utrzymują się w tym korytarzu. Kolejne balony wpadają do tego tunelu i poruszają się w nim, popychane przez ciągły strumień powietrza.
Wpływ połączeń na obrót struktury
Sposób, w jaki łączymy ze sobą balony, wymusza obrót całej struktury podczas jej lotu. Jest to efekt, który obserwujemy, gdy balony są połączone w koło i poruszają się razem. Taki układ pozwala na równomierny rozkład sił działających na poszczególne elementy konstrukcji.
Elektrostatyka i przyklejanie balonów
Przejdźmy teraz do eksperymentu z elektryzacją, który widziałem po raz pierwszy w raporcie z festiwalu Science on Stage. Dwóch polskich nauczycieli pokazało, jak trącając balon o umyte i wysuszone włosy, można nadać mu ujemny ładunek elektryczny. Przeciwne ładunki przyciągają się wzajemnie, co pozwala utrzymać balony przyklejone do ściany nawet przez ponad sześć godzin.
Przewodność i utrata ładunku
Ciekawie jest to, że balon jest słabym przewodnikiem, więc nadmiar elektronów jest utrzymywany tylko w miejscu, gdzie powstało tarcie. Jeśli odwrócimy balon, przyklei się tylko tą stroną, która brała udział w tarciu. Jeśli umieścimy go na dobrym przewodniku, nastąpi szybki przepływ ładunku z łukiem elektrycznym i charakterystycznym dźwiękiem.
Wieloetapowa rakieta z balonów
Stworzyliśmy również wieloetapową rakietę, używając kilku balonów i kawałków sznurka, które tworzą pętle blokujące wyjście kolejnego balonu. Pierwszy balon się rozdmuchuje i uwalnia wyjście kolejnego, uruchamiając następny silnik odrzutowy dopiero po wyczerpaniu poprzedniego. Takie działanie jest dokładnie tak samo, jak w profesjonalnych rakietach.
Stabilizacja ruchu rakietą
Aby ruch był bardziej uporządkowany, kleimy balon do słomki i wisimy go na sznurku. Dzięki temu rakieta zachowuje stabilność podczas lotu. Taki eksperyment można przeprowadzić przez kilka godzin, obserwując, jak kolejne etapy odpalają się po sobie w idealnej sekwencji.
Poruszająca się moneta w balonie
W ostatnim eksperymencie wkładamy monetę pięć złotych do nadmuchanego balonu. Po potrząśnięciu balonem przez jakiś czas moneta zaczyna poruszać się po okręgu w niezwykle stabilny sposób. Ząbkowany brzeg monety powoduje ciekawe dźwięki, które można usłyszeć, jeśli umieścimy mikrofon wewnątrz balonu.