Z baloni v nebo

Vzgon

Navaden balon pa pade na tla. Tisti iz zabaviščnih parkov pa poletijo visoko v nebo, če jih spustimo. Zakaj je tako? Vsega je kriv vzgon.

Različne snovi imajo različne gostote. Če vzamemo dve enaki krogli, eno iz lesa, drugo iz kamna, lahko ugotovimo, da sta različno težki. Povedano drugače: les in kamen imata različni gostoti, les ima manjšo gostoto kot kamen. Enako velja tudi za tekočine in pline, le da tam lahko opazimo učinke vzgona. Če v vodo vržemo kamen, se potopi, ker ima večjo gostoto od vode. Če v vodo vržemo leseno kroglo, ta plava, ker ima manjšo gostoto od vode. Ko leseno kroglo potisnemo pod vodo in spustimo, jo bo sila vzgona vrnila na gladino. Obe krogli namreč izpodrineta vodo, saj ta ne more biti tam, kjer sta krogli. Prav to je razlog za nastanek sile vzgona. Na tem principu plavajo ladje. Vsi pa učinke vzgona občutimo, ko se kopamo ali plavamo v morju. Zaradi vzgona se nam zdi, da smo skoraj brez teže. Ko smo zunaj vode, pa je povsem drugače in še kako občutimo težo, še posebej takrat, ko se spotaknemo in pademo.

Poskusi s plavajočimi telesi

Še eno pomembno lastnost vzgona pri telesih, ki imajo manjšo gostoto kot voda, lahko spoznamo z enostavnim primerom. Na vodo položimo leseno desko, ki bo plavala na gladini. Na desko lahko naložimo kar nekaj kamnov, preden se skupaj z desko potopijo. Če pa vzamemo snov s še manjšo gostoto od lesa, na primer ploščo stiropora, lahko nanjo naložimo še več kamna kot na leseno desko enake velikosti. Velja pa tudi, da večja ko sta deska in plošča stiropora, več kamnov lahko naložimo nanju.

Baloni

Zrak okoli nas je sicer neviden, a ima tudi neko majhno gostoto. Gostota zraka je odvisna od temperature. Višja ko je njegova temperatura, manjša je njegova gostota. Kaj se torej zgodi, če balon napolnimo s toplim zrakom, ki ima višjo temperaturo od okoliškega zraka? Topel zrak je redkejši od okoliškega zraka, zato se bo zaradi vzgona balon začel dvigati, kot se iz vode dvigne potopljena lesena krogla. Na tem principu delujejo toplozračni baloni. Taki baloni imajo spodaj odprtino in grelnike, s katerimi ogrevajo zrak v balonu. Koliko teže pa lahko tak balon ponese v višave? Se spomnite primera plavajoče deske, stiropora in kamnov? Manjša ko je gostota zraka v balonu, torej višja ko je v njem temperatura, večjo težo lahko tak balon dvigne v zrak. Seveda tako kot pri lesu in stiroporu velja tudi, da večji ko je balon, večji je vzgon in večjo težo lahko ponese.

Helijevi baloni

Navaden balonček pade na tla, ker smo ga napihnili z zrakom, ki je enako ali bolj gost kot okoliški zrak. Lebdeči baloni pa so napolnjeni z drugim plinom – helijem. Helij je namreč skoraj osemkrat redkejši od zraka, zato je med njim in zrakom taka razlika kot med kamnom in stiroporom. Helijevega balona ni treba segrevati, da bi poletel v nebo. Še dvakrat redkejši od helija je vodik, a je zelo vnetljiv, zato ga za polnjenje balonov ne smemo uporabljati, ker v stiku z zrakom zelo hitro eksplodira. Vodik so uporabljali pred sto leti v cepelinih, zračnih plovilih, s katerimi so prav zaradi vnetljivosti vodika doživeli številne tragične nesreče.

Članek je bil objavljen v reviji Moj planet

Moj planet je izvirna slovenska poljudnoznanstvena revija za otroke od 8. leta naprej, ki radi spoznavajo živali, rastline, naravne pojave in ves ta širni svet okoli sebe.
Več o reviji >