Balón je neriaditeľný aerostat, teda lietadlo ľahšie ako vzduch, ktoré sa na princípe Archimedovho zákona pohybuje vzduchom. Skladá sa z vlastného balóna, závesných lán a koša posádky. Obal môže byť naplnený plynom ľahším ako vzduch alebo horúcim vzduchom.
Videonávod tohto experimentu, ako aj všetkých predchádzajúcich, nájdete na stránke video.matfyzjein.sk/experimenty.
Čajové vrecko
Pomôcky: tanierik, zápalky, čajové vrecko (dvojité)
Postup: Pri výbere čajového vrecka tentoraz nezáleží na kvalite čaju, ale na tvare vrecka, ktorý výrobca používa. Potrebujeme také, ktoré po rozstrihnutí dokáže vytvoriť valec vysoký približne 10 cm. Otvoríme ho a vysypeme z neho čaj. Z obalu vytvarujeme valec, ktorý postavíme na tanierik na jednu z jeho podstáv. Horný okraj takto vytvarovaného obalu zapálime zápalkou. Pokus je potrebné predvádzať v miestnosti bez prievanu.
Pozorovanie: Čajové vrecko začne horieť smerom nadol a keď takmer úplne dohorí, jeho ešte horúce zvyšky sa vznesú vysoko k stropu a potom pomaly padnú.
Vysvetlenie: Horiace vrecko nad sebou vytvára stúpajúci prúd vzduchu. Teplý vzduch má nižšiu hustotu ako studený vzduch v okolí, preto stúpa nahor. Toto stúpanie spôsobí prúdenie vzduchu, ktoré strhne zvyšky vrecka nahor. Vrecko pri horení väčšinou vytvára akýsi balónik, ktorý tiež môže byť napustený teplým vzduchom. Na začiatku horenia je vrecko pre prúdenie ešte ťažké. Ako horením znižuje svoju hmotnosť a intenzita vzostupného prúdenia stúpa, nastane okamih, kedy je strhnuté týmto prúdom teplého vzduchu nahor.
Teplovzdušný balón
Pomôcky: vrece na odpad (120 l), tenký drôtik, lepiaca páska, nožnice, kovová miska, vata, lieh, zápalky, mokrá handra na uhasenie ohňa
Postup: Na otvorený koniec vreca na odpad nalepíme po jeho obvode drôtik, ktorý nám bude držať vrece otvorené. Zabezpečíme tak, aby sme ho nespálili a vedeli ovládať nad ohňom. Ak pokus robíme dvaja, potom drôtik nie je nutnou súčasťou pokusu, keďže vieme otvor držať otvorený rukami. Do kovovej misky dáme kúsok vaty, ktorý polejeme liehom. Lieh pomocou zápalky zapálime. Vrece držíme nad plameňom tak, aby do jeho vnútra prúdil teplý vzduch z ohňa. Pustíme ho z rúk v okamihu, keď cítime, že má tendenciu sa vzniesť.
Pozorovanie: Vrece sa najskôr naplní teplým vzduchom a po uvoľnení sa vznesie zvyčajne až po strop miestnosti, kde narazí a začne klesať. Pokus môžeme opakovať aj viackrát. Ak sme ho už ukončili, prehodíme cez misku s horiacim liehom mokrú handru, čím oheň uhasíme.
Vysvetlenie: Teplý vzduch má menšiu hustotu ako okolitý vzduch, preto stúpa nahor; platí Archimedov zákon v plynoch. Takýto stúpajúci prúd vzduchu naplní vrece teplým vzduchom. Priemerná hustota vreca a teplého vzduchu je menšia ako hustota studeného vzduchu v okolí, preto vyletí k stropu. Tam väčšinou narazí a tým vytlačí časť teplého vzduchu, čím sa jeho hustota zvýši a zasa klesne. Správa sa ako teplovzdušný balón.
Let teplovzdušných balónov silne ovplyvňuje aktuálne počasie, pričom letia len tým smerom, ktorým fúka vietor. Preto v minulosti ľudstvo skúšalo aj balóny naplnené héliom alebo inými ľahkými plynmi, ktoré mali motory a vedeli svoj let ovládať lepšie. Žiaľ, tieto vzducholode mali jednu nepríjemnú vlastnosť a tou bola horľavosť. Pred prvou svetovou vojnou sa vzducholode zdokonaľovali. Od roku 1910 sa začali používať aj v civilnej leteckej preprave. V prvej svetovej vojne sa stali smutne známe ako prvé diaľkové bombardéry. Počas vojny však došlo k takému zdokonaleniu lietadiel ťažších ako vzduch, že sa vzducholode stali na tento účel bezcennými. V súčasnosti sa balóny používajú ako turistická atrakcia či meteorologická pomôcka, no neslávna je aj ich úloha v špionáži.
PaedDr. Soňa Gažáková, PhD.
Foto a video Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Svoje realizácie experimentov môžete posielať na adresu sona.gazakova@fmph.uniba.sk.
