บอลลูนอากาศร้อนเริ่มขึ้น การบินพลเรือน- หลักการทำงานยังไม่เปลี่ยนแปลงจนถึงทุกวันนี้: ไม่มีเครื่องยนต์และไม่มีพวงมาลัย มีเพียงโดมที่มีตะกร้า เตา และกระสอบทราย
บอลลูนรวบรวมแผนการที่เก่าแก่ที่สุดของมนุษย์ในการพิชิตธาตุอากาศ คำอธิบายแรกของบอลลูนนี้เกิดขึ้นในปี 1306 โดยบาสซู มิชชันนารีชาวฝรั่งเศส ผู้ซึ่งได้เห็นบอลลูนลอยขึ้นไปในอากาศในประเทศจีน ในวันที่จักรพรรดิโฟเกียนขึ้นครองบัลลังก์
ฝรั่งเศสยังได้รับการยอมรับว่าเป็นแหล่งกำเนิดของบอลลูน และผู้ประดิษฐ์ลูกโป่งกลุ่มแรกคือพี่น้อง Etienne และ Joseph Montgolfier ในปี พ.ศ. 2326 ในเมืองนี้ พวกเขาได้เปิดตัวบอลลูนทรงกลมที่พวกเขาออกแบบไว้ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5 เมตร และหนัก 155 กิโลกรัม บรรจุด้วยอากาศร้อน การบินของเขาใช้เวลาเพียง 10 นาทีที่ระดับความสูง 300 ม. และระยะทางที่เดินทางประมาณหนึ่งกิโลเมตร
โดมของบอลลูนของพี่น้องมงต์โกลฟิเยร์ถูกสร้างขึ้นมา ผ้าลินินและปิดด้วยกระดาษ เพื่อให้อากาศร้อนขึ้น จึงจุดไฟฟางสับละเอียด และหลังจากนั้นไม่นานโครงสร้างของยูนิตก็เสริมด้วยตะกร้าพิเศษสำหรับนักเดินทาง
การเพิ่มขึ้นของบอลลูนลูกแรกถือเป็นเหตุการณ์ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในยุคนั้น เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้สร้าง หน่วยต่างๆ เริ่มถูกเรียกว่าบอลลูนลมร้อน
ห้องพักสมัยใหม่ทำจากวัสดุที่ทันสมัยกว่า แต่การออกแบบยังคงเหมือนเดิมกับของพี่น้องตระกูล Montgolfier ไม่ใช้ผ้าลินินและกระดาษในการเย็บเปลือกอีกต่อไป แต่ถูกแทนที่ด้วยวัสดุโพลีเอสเตอร์ที่บางและทนทาน แทนที่จะใช้ไฟ มีการติดตั้งเตาแก๊สแบบปรับได้ไว้ในตะกร้าใต้โดม
นี้ ส่วนหลักบอลลูนซึ่งเย็บจากวัสดุแต่ละชิ้นเป็นเสาแล้วติดเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา วัสดุที่ใช้คือผ้าโพลีเอสเตอร์หรือโพลีเอไมด์ที่มีความแข็งแรงสูง ด้านในเคลือบด้วยซิลิโคนซึ่งไม่อนุญาตให้ก๊าซทะลุหรือหลบหนี
โดมพองขึ้นเนื่องจากการจ่ายก๊าซร้อน: อากาศ ไฮโดรเจนหรืออื่น ๆ และด้วยเหตุนี้โดมจึงลอยขึ้นสู่ท้องฟ้าตามความสูงที่ต้องการ ก๊าซถูกจ่ายผ่านช่องเปิดทางเทคโนโลยีที่ส่วนล่างของโดม เพื่อความปลอดภัยรูนี้ได้รับการปฏิบัติด้วยเทปทนความร้อนชนิดพิเศษ อุปกรณ์ดังกล่าวยังมีวาล์วพิเศษซึ่งใช้ในการระบายก๊าซร้อนออกระหว่างการลงและลงจอด
เทปรับน้ำหนักได้รับการแก้ไขภายนอกโครงสร้าง พวกเขาติดอยู่ที่ด้านบนของโดมโดยใช้วงแหวน และที่ด้านล่างพวกเขาเชื่อมต่อกับเชือกแขวน เป็นผลให้เกิดเฟรมที่เชื่อถือได้ซึ่งสามารถมีปริมาตรต่างกันและยกน้ำหนักต่างกันได้
นี่คือองค์ประกอบทางเทคโนโลยีของบอลลูนที่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความร้อนของส่วนผสมของก๊าซ ยกเครื่องขึ้นไปในอากาศ และรักษาอุณหภูมิที่กำหนดในระหว่างการบิน
หัวเผาทำงานโดยใช้โพรเพนเหลวซึ่งจ่ายจากกระบอกสูบให้ความร้อนขึ้นกลายเป็นก๊าซและป้อนเข้าไปในลูกบอลโดยตรง
หัวเผาสมัยใหม่ให้กำลังมากประมาณ 6000 เมกะวัตต์ ทำจากสเตนเลสสตีลทนความร้อน ไม่เป็นอันตรายในการใช้งานเนื่องจากมีการป้องกันการไหม้เป็นพิเศษ
ออกแบบมาเพื่อบรรทุกผู้โดยสารและสินค้า จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีน้ำหนักเบาและในขณะเดียวกันก็แข็งแรงดังนั้นโครงจึงทำจากหวายและด้านล่างทำจากไม้อัดกันน้ำ ตะกร้าเชื่อมต่อกับโดม สายเหล็ก- เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศเย็นลงจึงมีการติดตั้งตัวยกโพลียูรีเทนซึ่งหุ้มด้วยสายเคเบิลพิเศษพร้อมกับสายเคเบิล
ที่มุมตะกร้าจะมีการวางถังแก๊สและยึดไว้กับเข็มขัด ต้องมีช่องใส่ถังดับเพลิงและอุปกรณ์เสริมที่จำเป็นสำหรับการเดินทาง
บัลลาสต์ - กระสอบทราย - แขวนจากด้านนอกของตะกร้า พวกมันจะหล่นลงหากจำเป็นต้องเพิ่มระดับความสูงของการบิน
บอลลูนอากาศร้อนยังคงเรียกว่าบอลลูนอากาศร้อน พวกมันถูกยกขึ้นโดยการจ่ายอากาศร้อน
ในเครื่องบินที่ใช้แก๊ส แรงยกจะถูกสร้างขึ้นโดยก๊าซเบาและของผสม หรือเรียกอีกอย่างว่า charliers ตามชื่อของชาวฝรั่งเศส Jacques Charles ซึ่งเป็นผู้ออกแบบ ในปี พ.ศ. 2326 เขาประสบความสำเร็จในการทดสอบบอลลูนเติมไฮโดรเจนเป็นครั้งแรก
ลูกโป่งรวมใช้ทั้งอากาศร้อนและส่วนผสมของก๊าซในการบิน เพื่อจุดประสงค์นี้พวกมันจึงติดตั้งกระสุนสองนัด นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Pilatre de Rozier ได้พัฒนาโครงการดังกล่าว น่าเสียดายที่นักประดิษฐ์และผู้ช่วยของเขาเสียชีวิตระหว่างการบินทดสอบในปี พ.ศ. 2328 แต่อุปกรณ์ของเขาถูกใช้และเรียกว่าโรเซียร์
ในปี 1999 Brian Jones ชาวอังกฤษ และ Bertrand Piccard ชาวสวิส ออกเดินทางด้วย Rosière เพื่อเดินทางรอบโลกเป็นครั้งแรกและกลับมาอย่างปลอดภัย
หลักการบินด้วยบอลลูนเป็นไปตามกฎฟิสิกส์ อากาศหรือก๊าซที่เข้าสู่เปลือกมีอุณหภูมิสูงกว่าสภาพแวดล้อมโดยรอบและมีความหนาแน่นต่ำกว่า ดังนั้นภายใต้การกระทำของแรงลอยตัวมันจะพุ่งขึ้นด้านบน ที่ระดับความสูงหนึ่ง แรงโน้มถ่วงจะรักษาสมดุลของแรงลอยตัว และบอลลูนจะ “ห้อย” อยู่บนท้องฟ้า
แน่นอนว่าลูกบอลต้องอาศัยลมเป็นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม หน่วยที่ทันสมัยส่วนใหญ่สามารถควบคุมได้ ระดับความสูงในการบินถูกกำหนดโดยใช้วาล์วปล่อยที่ด้านบนของเปลือก และใช้วาล์วด้านข้างเพื่อเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่
การบินบอลลูนไม่ใช่เรื่องง่าย และต้องอาศัยการฝึกอบรมและการเตรียมการอย่างรอบคอบ สภาวะอุตุนิยมวิทยา เช่น ทัศนวิสัย เมฆปกคลุม ทิศทางลม และความเร็ว มีความสำคัญอย่างยิ่ง จากข้อมูลนี้ เส้นทางจะถูกสร้างขึ้น จะต้องมีพื้นที่ตามเส้นทางที่เหมาะสมสำหรับการลงจอดเนื่องจากเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิดไม่สามารถตัดออกได้ในระหว่างการเดินทาง
ในการเริ่มต้น ให้เลือกพื้นที่ราบ ห่างจากอาคารที่พักอาศัย ต้นไม้ เสาไฟฟ้า และสายไฟ
เมื่อการประกอบเสร็จสิ้น โดมจะถูกเติมอากาศเย็นโดยใช้พัดลม จากนั้นจึงเปิดเตา อากาศร้อนยกลูกบอลขึ้นจากผิวน้ำ และลูกเรือก็เข้ามาแทนที่
หากทำการบินด้วยบอลลูนที่ผูกไว้ จะต้องยึดไว้บนพื้นผิวก่อน
การควบคุมการบินต้องใช้ทักษะที่ดี เพื่อเพิ่มความสูง อากาศจะถูกทำให้ร้อนโดยการสตาร์ทหัวเผา และเพื่อลดความสูง วาล์วไอเสียจะเปิดขึ้น การเคลื่อนไหวในทิศทางด้านข้างเกิดขึ้นเนื่องจากลมท้าย หากต้องการเคลื่อนที่เร็วขึ้น นักบินสามารถบินได้สูงขึ้นโดยที่ความเร็วลมจะสูงขึ้น
สำหรับการลงจอดจะมีการเลือกไซต์ขนาดใหญ่และปลอดภัยล่วงหน้า นักบินปล่อยอากาศออกจากหลังคาโดยใช้วาล์ว จากนั้นบอลลูนจะค่อย ๆ เคลื่อนตัวลงสู่ผิวน้ำ
สิ่งที่น่าทึ่งคือถ้าลูกโป่งชนกันกลางอากาศ...ก็จะไม่มีอะไรเกิดขึ้น พวกเขาจะผลักออกไปและบินต่อไป และเป็นเรื่องยากมากสำหรับพวกเขาที่จะชนกันเนื่องจากพวกมันเคลื่อนที่ไปในทิศทางลม - ไปในทิศทางเดียวกัน
ผู้ใหญ่ทุกคนมีความทรงจำลึกๆ ในใจเกี่ยวกับบอลลูนสว่างไสวที่พุ่งขึ้นไปบนท้องฟ้า นี่อาจเป็นสาเหตุที่ลูกบอลบริจาคยังคงให้ อารมณ์ดีและรอยยิ้ม
บอลลูนถือเป็นคุณลักษณะที่ขาดไม่ได้ในวันเกิด งานแต่งงาน และงานเฉลิมฉลองอื่นๆ และ งานเลี้ยงเด็กเป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการโดยไม่มีเขา ความมหัศจรรย์ของมันคืออะไร? บางทีด้วยความทะเยอทะยานของเขาขึ้นไปบนท้องฟ้าอย่างสบาย ๆ ?
ลูกโป่งสมัยใหม่ที่บินได้นั้นเต็มไปด้วยก๊าซ ความหนาแน่นของมันน้อยกว่าอากาศอย่างมาก ซึ่งช่วยให้บินได้สูงขึ้นเรื่อยๆ ก๊าซซึ่งมีความหนาแน่นต่ำกว่า จะเติมเข้าไปในช่องว่างภายในของลูกบอลและถูกกระทำโดยแรงลอยตัวของอากาศ
ลูกโป่งที่ธรรมดาที่สุดสามารถพองได้ด้วยปากของคุณ แต่ลูกบอลดังกล่าวไม่สามารถบินขึ้นไปได้เนื่องจากความหนาแน่นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่บุคคลหายใจออกนั้นต่ำกว่าความหนาแน่นของอากาศ พวกเขาต้องการลมเพื่อบิน แต่ก๊าซเบาทำให้ลูกบอลพุ่งขึ้นเอง
ประวัติความเป็นมาของการปรากฏตัวของบอลลูนลมร้อนย้อนกลับไปหลายร้อยปี มีการอ้างอิงถึงกระเป๋าที่ทำจากหนังวัวฟอกโดยช่างฝีมือชาวคาเรเลียน เติมแก๊สอุ่น แล้วจึงเคลื่อนย้ายในระยะทางสั้นๆ หลักฐานเหล่านี้มีอายุย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 12 แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่พบหลักฐานที่แน่ชัดเกี่ยวกับความจริงของพวกเขา
และนี่คือบันทึกเหตุการณ์การเกิดของลูกโป่ง:
ปัจจุบันลูกโป่งไม่เพียงแต่ผลิตจากน้ำยางเท่านั้น แต่ยังผลิตจากฟอยล์ด้วยในรูปทรงและขนาดต่างๆ ฮีเลียมหรือส่วนผสมของฮีเลียมกับอากาศใช้ในการพองตัว ซึ่งรับประกันความปลอดภัยอย่างสมบูรณ์และทำให้บอลลูนสามารถบินขึ้นไปบนท้องฟ้าได้ไกล
ซาเรชินา คริสตินา
วัตถุประสงค์ของการศึกษา: ค้นหาว่าเหตุใดบอลลูนจึงบินหนีไปหากไม่ได้ผูกไว้ และปัจจัยอะไรที่ทำให้ระยะการบินของมันขึ้นอยู่กับ
หัวข้อการวิจัย: ลูกโป่งขนาดต่างๆ และความหนาของยาง
ความลึกลับของบอลลูน
ฉันรักวันเกิดของฉันจริงๆ ทุกปีในฐานะครอบครัว เราจะตกแต่งบ้านของเราในช่วงวันหยุด และแน่นอนว่าลูกโป่งถือเป็นองค์ประกอบการตกแต่งที่สำคัญ ท้ายที่สุดพวกมันสวยมาก! หลากสีด้วย ภาพวาดที่สวยงามและจารึก โดยปกติแล้วฉันกับพี่ชายจะแข่งขันกันเพื่อดูว่าใครสามารถเป่าลูกโป่งด้วยปากของเขาได้เร็วกว่ากัน เรากำลังรีบ ใครๆ ก็อยากชนะ ทันใดนั้น บอลลูนที่เกือบจะพองตัวก็หลุดออกจากมือของเราและบินหนีไปอย่างรวดเร็ว วิ่งไปรอบๆ ห้องจนยุบหมด ฉันสงสัยอยู่เสมอว่าทำไมเขาถึงบินหนีไป? ท้ายที่สุดแล้ว มันไม่มีเครื่องยนต์ ไม่มีปีก... และระยะการบินของมันขึ้นอยู่กับอะไร?
วัตถุประสงค์ของการศึกษา:ค้นหาว่าเหตุใดบอลลูนจึงบินหนีไปหากไม่ได้ผูกไว้ และปัจจัยอะไรที่ทำให้ระยะการบินของมันขึ้นอยู่กับ
หัวข้อการวิจัย:ลูกโป่งขนาดต่างๆ และความหนาของยาง
วัตถุประสงค์การวิจัย:
สมมติฐานการวิจัย:
วิธีการวิจัย:
ประวัติเล็กน้อย...
เมื่อมองดูบอลลูนลมร้อนสมัยใหม่ หลายคนคิดว่าของเล่นสีสดใสน่ากอดนี้เพิ่งมีจำหน่ายเมื่อไม่นานมานี้ ผู้รอบรู้บางคนเชื่อว่าลูกโป่งปรากฏขึ้นที่ไหนสักแห่งในช่วงกลางศตวรรษที่ผ่านมา
แต่ในความเป็นจริง - ไม่! ประวัติความเป็นมาของลูกโป่งที่เต็มไปด้วยอากาศเริ่มต้นขึ้นก่อนหน้านี้มาก ในสมัยก่อน ลูกบอลทาสีที่ทำจากลำไส้ของสัตว์ประดับจัตุรัสซึ่งเป็นที่จัดงานบูชายัญและงานเฉลิมฉลองของผู้สูงศักดิ์ของจักรวรรดิโรมัน หลังจากนั้น ศิลปินนักเดินทางก็เริ่มใช้ลูกโป่ง เพื่อสร้างการตกแต่งบอลลูนเพื่อดึงดูดผู้ชมหน้าใหม่ ธีมของบอลลูนยังได้รับการกล่าวถึงในพงศาวดารรัสเซียด้วย - ตัวตลกที่แสดงให้เจ้าชายวลาดิมีร์ใช้ลูกโป่งที่ทำจากกระเพาะปัสสาวะวัว
ลูกแรก ประเภทที่ทันสมัยสร้างขึ้นโดยนักวิจัยไฟฟ้าชื่อดังชาวอังกฤษ ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยควีนส์ไมเคิล ฟาราเดย์. แต่พระองค์ไม่ได้ทรงสร้างเพื่อแจกให้เด็กๆ หรือขายตามงาน เขาเพิ่งทดลองกับไฮโดรเจน
วิธีที่ฟาราเดย์สร้างลูกโป่งของเขานั้นน่าสนใจ เขาตัดยางสองชิ้นออก วางทับกัน ติดกาวที่โครงร่างเข้าด้วยกัน แล้วโรยแป้งไว้ตรงกลางเพื่อไม่ให้ด้านข้างติดกัน
แนวคิดของฟาราเดย์ถูกหยิบยกขึ้นมาโดยผู้บุกเบิก ของเล่นยางโทมัส แฮนค็อก. เขาสร้างลูกบอลในรูปแบบของชุด DIY ซึ่งประกอบด้วยขวดยางเหลวและเข็มฉีดยา ในปี ค.ศ. 1847 J. G. Ingram ได้เปิดตัวลูกบอลวัลคาไนซ์ในลอนดอน ถึงกระนั้นเขาก็ใช้มันเป็นของเล่นเพื่อขายให้กับเด็กๆ ตามความเป็นจริงแล้วพวกเขาคือผู้ที่เรียกได้ว่าเป็นต้นแบบของลูกบอลสมัยใหม่
ประมาณ 80 ปีต่อมา ถุงไฮโดรเจนทางวิทยาศาสตร์กลายเป็นงานอดิเรกยอดนิยม โดยมีการใช้ลูกบอลยางกันอย่างแพร่หลายในยุโรปในช่วงวันหยุดในเมือง เนื่องจากการเติมแก๊สพวกมันจึงสามารถลอยขึ้นได้ - และสิ่งนี้ได้รับความนิยมอย่างมากจากสาธารณชนที่ยังไม่ถูกทำลายด้วยเที่ยวบินทางอากาศหรือปาฏิหาริย์ทางเทคโนโลยีอื่น ๆ
ในปีพ.ศ. 2474 นีล ไทลอตสัน ปล่อยบอลลูนน้ำยางสมัยใหม่ดวงแรก และตั้งแต่นั้นมา ลูกโป่งก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในที่สุด! ก่อนหน้านั้นพวกมันทำได้เพียงทรงกลม แต่ด้วยการกำเนิดของน้ำยาง เป็นครั้งแรกที่สามารถสร้างลูกบอลที่ยาวและแคบได้
นวัตกรรมนี้พบการใช้งานได้ทันที: นักออกแบบในช่วงวันหยุดเริ่มสร้างองค์ประกอบจากลูกโป่งในรูปแบบของสุนัข ยีราฟ เครื่องบิน และหมวก ตัวตลกเริ่มใช้พวกมันเพื่อประดิษฐ์ร่างที่แปลกตา
งานวิจัย.
ประการแรก ฉันตัดสินใจค้นหาความคิดเห็นของเพื่อนร่วมชั้นและนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 อื่นๆ พวกเขาคิดว่าอะไรทำให้บอลลูนที่ไม่ได้ผูกไว้ลอยหายไป เพื่อจุดประสงค์นี้ ฉันจึงได้ทำการสำรวจ ฉันเสนอคำตอบที่เป็นไปได้สามข้อให้พวกเขา:
1) ลมช่วยให้ลูกบอลลอยได้
2) ก๊าซในลูกบอลเบากว่าอากาศ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ลูกบอลลอยได้
3) อากาศที่ปล่อยออกมาช่วยให้ลูกบอลลอยได้
สมมติฐานที่ 1 สมมติว่าลมช่วยเขา
มาขยายลูกโป่งสองลูกกันเถอะ เราจะผูกหนึ่งในนั้นด้วยด้าย ออกไปข้างนอกในวันที่มีลมแรง มาปล่อยลูกบอลกันเถอะ พวกเขากำลังบิน ลูกบอลผูกปลิวไปตามลมกระโชก และอันที่ไม่ผูกจะบินเร็วกว่า แล้วทั้งสองก็ล้มลงกับพื้น ในอพาร์ทเมนต์ที่ไม่มีลม ลูกบอลที่ถูกมัดไว้จะค่อยๆ ตกลงไปที่พื้น และเมื่อไม่มัด มันก็บินได้ช้ากว่าบนถนนก็ตาม แล้วมันก็ตก
แต่ลมก็ยังช่วยให้ลูกบอลลอยได้ แต่เขาบินได้แม้ไม่มีลม ซึ่งหมายความว่าสมมติฐานของฉันได้รับการยืนยันบางส่วนแล้ว
สมมติฐานที่ 2 สมมติว่าก๊าซในลูกบอลเบากว่าอากาศจึงลอยไป
ฉันรู้ว่ายิ่งอากาศร้อน ยิ่งเบา บอลลูนจึงลอยขึ้น อาจจะ. คาร์บอนไดออกไซด์เบากว่าอากาศด้วยหรือไม่?
เรามาทำการทดลองต่อไปนี้กัน ลองใช้ลูกบอลที่เหมือนกันสองลูก เราจะขยายตัวเองด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และอีกอันด้วยความช่วยเหลือของปั๊มด้วยอากาศ เรามัดมันด้วยด้ายแล้วโยนมันลงบนแท่งไม้ เราเห็นว่าบอลลูนที่พองตัวด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงต่ำลง แปลว่าหนักกว่า. ในหนังสืออ้างอิง ฉันพบการยืนยันข้อสรุปของฉัน ปรากฎว่าคาร์บอนไดออกไซด์หนักกว่าอากาศถึง 1.5 เท่า
สมมติฐานนี้กลายเป็นเท็จ
สมมติฐานที่ 3 บางทีลูกบอลอาจดันอากาศออกมา
เมื่อเราขยายบอลลูน เปลือกยางจะยืดตัวและเต็มไปด้วยอากาศ เมื่อปล่อยรูทางเข้าออก อากาศจะพุ่งออกมาอย่างแรง ลูกบอลหดตัว อากาศจากบอลลูนจะลอยไปในทิศทางหนึ่ง และเปลือกของบอลลูนจะลอยไปในทิศทางอื่น พวกเขาขับไล่กันและกัน เส้นทางของลูกบอลคาดเดาไม่ได้ เมื่ออากาศทั้งหมดออกจากลูกบอล มันก็หยุด
ฉันถามครูฟิสิกส์ Sergei Vyacheslavovich เกี่ยวกับเรื่องนี้ เขาบอกว่าลูกบอลลอยไปภายใต้อิทธิพลของแรงปฏิกิริยา การเคลื่อนที่ของไอพ่นเกิดขึ้นเมื่อส่วนหนึ่งของมันถูกแยกออกจากร่างกายด้วยความเร็วที่แน่นอน
ซึ่งหมายความว่าลูกบอลดันอากาศที่ออกมา ลูกบอลของฉันมีปฏิกิริยา
เรามาทำการทดลองอีกสองสามอย่างเพื่อแสดงการเคลื่อนที่เชิงปฏิกิริยาของลูกบอล
ฉันสงสัยว่าปัจจัยอะไรเป็นตัวกำหนดระยะการบินของลูกบอล?
ลองใช้ลูกบอลที่มีขนาดต่างกันและความหนาของยางแล้วทำการทดลอง
ลองใช้สายเบ็ดแล้วเหยียดไปทั่วห้อง เราจะใส่ฟางส่วนหนึ่งไว้บนสายเบ็ด เราจะเป่าลมลูกโป่งด้วยปั๊มที่มีปริมาณลมเท่ากัน (10 ปั๊ม) ติดลูกบอลเข้ากับหลอดด้วยเทปแล้วปล่อย ลูกบอลจะลอยไปตามสายเบ็ดเป็นระยะทางหนึ่งแล้วหยุด มาวัดระยะทางที่เดินทางกัน
เพื่อความชัดเจน เรามากรอกตารางผลลัพธ์กันดีกว่า
บทสรุป : ยิ่งยางหนาและลูกบอลยิ่งใหญ่ก็ยิ่งบินได้ไกลขึ้น
การเคลื่อนที่ของไอพ่นสามารถสังเกตได้ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต
แรงขับเจ็ทใช้โดยหอยหลายชนิด
ปลาหมึกยักษ์ ปลาหมึก และปลาหมึกมีถุงพิเศษ พวกมันเอาน้ำเข้าไปแล้วปล่อยออกมาเป็นกระแสน้ำแรง เครื่องบินไอพ่นลำนี้จะผลักสัตว์กลับไป ปลาหมึกสามารถเข้าถึงความเร็วได้ถึง 60–70 กม./ชม.
หอยเชลล์ทะเลบีบแผ่นเปลือกหอยอย่างรวดเร็วและกระตุกไปข้างหน้าเนื่องจากมีกระแสน้ำพุ่งออกจากเปลือกหอยการกระโดดของหอยเชลล์ขนาดใหญ่สามารถมีความยาวได้ครึ่งเมตรหรือมากกว่านั้น
Salpa เป็นสัตว์ทะเลที่มีลำตัวโปร่งใส เมื่อเคลื่อนที่จะรับน้ำผ่านรูด้านหน้าแล้วดันออกทางรูด้านหลัง เธอจึงก้าวไปข้างหน้า
แมงกะพรุนจะดันน้ำออกมาจากใต้ร่างที่มีรูปร่างคล้ายระฆัง และถูกผลักไปในทิศทางตรงกันข้าม
ตัวอย่างของการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นสามารถพบได้ในโลกของพืชผลสุกของแตงกวา "บ้า" เมื่อสัมผัสเบา ๆ ก็เด้งออกจากก้านและของเหลวที่มีเมล็ดจะถูกโยนออกจากหลุมที่เกิดขึ้นอย่างแรง แตงกวาเองก็บินไปในทิศทางตรงกันข้าม แตงกวา "บ้า" ยิงได้ไกลกว่า 12 เมตร
สิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของมนุษยชาติในศตวรรษที่ 20 คือการประดิษฐ์เครื่องยนต์ไอพ่นซึ่งทำให้มนุษย์สามารถขึ้นสู่อวกาศได้ นี่คือลักษณะของจรวดและเครื่องบินไอพ่น ต่อมาและวิศวกรสร้างเครื่องยนต์ที่คล้ายกับเครื่องยนต์ปลาหมึก พวกเขาเรียกมันว่าปืนฉีดน้ำ เครื่องยนต์นี้พบได้ในเรือเร็วบางลำ
สนุกและมีประโยชน์!
ระหว่างศึกษาหัวข้อนี้ ฉันค้นพบข้อมูลที่การเป่าลูกโป่งไม่เพียงแต่สนุกเท่านั้น แต่ยังมีประโยชน์อีกด้วย! ปรากฎว่าพวกเขา "ให้" สุขภาพแก่ปอดของเรา การพองลูกโป่งมีผลดีต่อลำคอของเรา (ยังใช้ป้องกันอาการเจ็บคอได้ด้วย) และยังช่วยทำให้เสียงของเราแข็งแรงขึ้นอีกด้วย นักร้องมักใช้ความช่วยเหลือนี้ เนื่องจากการฝึกนี้ช่วยให้พวกเขาหายใจได้อย่างถูกต้องขณะร้องเพลง
บทสรุป
สรุป... ระหว่างศึกษาหัวข้อนี้พบว่า ประการแรก ลมยังช่วยให้บอลลูนบินได้ แต่เมื่อไม่ถูกมัด มันก็บินได้แม้จะอยู่ในห้องที่ถูกฝังไว้โดยไม่มีลมก็ตาม สมมติฐานที่สองของฉันไม่ได้รับการยืนยัน คาร์บอนไดออกไซด์ที่เราหายใจออกนั้นไม่เบากว่า แต่หนักกว่าอากาศ ดังนั้นจึงไม่สามารถช่วยให้ลูกบอลลอยออกไปได้ สมมติฐานข้อที่สามของฉันได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์แล้วว่าอากาศที่ปล่อยออกมาช่วยให้ลูกบอลลอยได้ ฉันพบว่าในกรณีนี้ บอลลูนเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรงปฏิกิริยา ฉันยังทำการทดลองและพบว่าระยะการบินของบอลลูนจะขึ้นอยู่กับขนาดและความหนาของยางที่ใช้ทำบอลลูน
ขอบคุณที่ศึกษาหัวข้อนี้ ฉันได้เรียนรู้สิ่งใหม่และน่าสนใจมากมาย ฉันได้เรียนรู้เกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของการสร้างบอลลูนสมัยใหม่และรุ่นก่อน ๆ ฉันเรียนรู้ว่าก๊าซที่เราหายใจออกเรียกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ และหนักกว่าอากาศที่เราหายใจถึงหนึ่งเท่าครึ่ง ฉันเรียนรู้ที่จะดำเนินการทดลองที่น่าสนใจต่าง ๆ ด้วยตัวเอง สังเกต เปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ได้รับ และสรุปผล ฉันรู้จักระบบขับเคลื่อนด้วยไอพ่น แม้ว่าฉันจะไม่ได้เรียนฟิสิกส์ในเร็วๆ นี้ก็ตาม ฉันได้เรียนรู้ว่าในธรรมชาติมีสัตว์และพืชที่ใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยไอพ่น ปรากฎว่าการเป่าลูกโป่งไม่เพียงแต่สนุกเท่านั้น แต่ยังดีต่อสุขภาพของคุณด้วย
ฉันเชื่ออย่างนั้น งานนี้สามารถนำมาใช้ในบทเรียนเพื่อสาธิตการกระทำของแรงปฏิกิริยาในรูปแบบที่เรียบง่ายและมีสีสัน เพื่อแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หนักกว่าอากาศ ท้ายที่สุดแล้ว เมื่อเราทำการทดลองต่าง ๆ หรือสังเกตการทดลองต่าง ๆ เราจะเข้าใจหลักการทำงานของบางสิ่งได้ง่ายขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากการทดลองเหล่านี้สดใสและร่าเริงมาก!
แฟนบิน ลูกโป่งมีอยู่ทั่วโลก และพวกเขาสามารถเสนอการเดินทางด้วยบอลลูนลมร้อนทั้งเพื่อเงินและเพื่อขอความช่วยเหลือจากอาสาสมัครจากทีมงานภาคพื้นดิน หากคุณได้ลิ้มรสความสุขของเที่ยวบินดังกล่าวแล้ว และตอนนี้ต้องการดึงเส้นและจุดไฟด้วยตัวเองขณะเดินทางคนเดียว ก่อนอื่นคุณต้องผ่านหลักสูตรการฝึกอบรมและการรับรอง การรู้ว่าบอลลูนทำงานอย่างไรจะทำให้คุณได้เปรียบและช่วยคุณตัดสินใจว่างานอดิเรกนี้เหมาะกับคุณหรือไม่
ส่วนที่ 1
พื้นฐานเบื้องต้นลองหาคำตอบว่าทำไมลูกบอลจึงบินหลักการทำงานของลูกโป่งนั้นง่ายมาก เมื่อคุณทำให้อากาศหรือก๊าซอื่นๆ ร้อนขึ้น อากาศจะมีความหนาแน่นน้อยลง เช่นเดียวกับฟองอากาศที่เพิ่มขึ้นในตู้ปลา อากาศร้อนจะลอยขึ้นเหนืออากาศที่หนาแน่นและเย็นกว่าที่ล้อมรอบ เมื่ออากาศในบอลลูนถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิที่ต้องการ บอลลูนจะสามารถยกโดมและตะกร้าขึ้นพร้อมกับสิ่งของในบอลลูนทั้งหมดได้
เราศึกษาการออกแบบของลูกบอลโครงสร้างของมันเรียบง่ายมากจนคุณสามารถนำทางได้อย่างง่ายดาย จากนั้นการเรียนรู้คำศัพท์ที่จำเป็นจะช่วยให้คุณและทีมของคุณสื่อสารกัน:
เราสวมชุดป้องกันนักบินต้องสวมแว่นตานิรภัยเนื่องจากจะอยู่ใกล้เปลวไฟ นอกจากนี้ นักบินและลูกเรือต้องสวมถุงมือที่ทนทาน แขนยาว และกางเกงขายาวที่ทำจากผ้าที่ไม่มีส่วนผสมของไนลอน โพลีเอสเตอร์ หรือวัสดุไวไฟอื่นๆ
เพื่อที่จะไปให้สูงขึ้น คุณจะต้องปล่อยโพรเพนออกมามากขึ้นในการเพิ่มการไหลของโพรเพนสู่กองไฟ คุณต้องเปิดวาล์วระเบิดเพิ่มเติมบนท่อที่ติดอยู่กับถังแก๊ส ซึ่งโดยปกติจะอยู่ใต้หัวเผาโดยตรง ยิ่งคุณเปิดวาล์วมากเท่าไร อากาศร้อนก็จะพุ่งเข้าสู่บอลลูนมากขึ้นเท่านั้น และก็จะลอยขึ้นเร็วขึ้นด้วย -
เรียนรู้วิธีที่จะอยู่ในระดับความสูงที่มั่นคงเช่นเดียวกับวัตถุอื่นๆ ที่อบอุ่นกว่าบริเวณโดยรอบ บอลลูนจะเย็นลงเป็นระยะเวลานาน ทำให้มันค่อยๆ ตกลงมา หากต้องการอยู่ที่ความสูงเท่าเดิม คุณต้องใช้เทคนิคอย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้:
หากต้องการลดระดับลง ให้เปิดวาล์วร่มชูชีพโปรดจำไว้ว่าแผ่นพับร่มชูชีพคือแผ่นพับที่ด้านบนของซอง ในสภาวะปกติ สายจะปิดผนึกอย่างแน่นหนา และหากต้องการเปิดออกเล็กน้อย คุณจะต้องดึงสายสีแดงซึ่งเรียกว่าสายเบรค ช่วยให้อากาศร้อนไหลผ่านด้านบนได้ จนกระทั่งลูกบอลตกลงถึงระดับที่ต้องการ ให้ตึงสลิงให้ตึง จากนั้นจึงปล่อยและแผ่นพับจะปิดอีกครั้ง
เราควบคุมทิศทางของการลดลงหรือเพิ่มขึ้นเป็นไปไม่ได้ที่จะมีอิทธิพลโดยตรงต่อทิศทางการเคลื่อนที่ของลูกโป่ง มีกระแสลมหลายสายซ้อนกันเป็นชั้นๆ ยกหรือลดลูกบอล จับกระแสอากาศที่แตกต่างกัน และมันจะเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ นักบินมักถูกบังคับให้เปลี่ยนเส้นทางเพื่อปรับให้เข้ากับกระแสลมที่ต้องการ
ตรวจสอบความแรงลมการรู้ว่าเมื่อใดควรยกเลิกเที่ยวบินถือเป็นปัจจัยสำคัญมากในการฝึกนักบิน การบินท่ามกลางลมแรงถือเป็นอันตรายอย่างยิ่งและเป็นสิ่งต้องห้าม ผู้เริ่มต้นควรปฏิบัติตามกฎง่ายๆ: บินในชั่วโมงแรกหลังพระอาทิตย์ขึ้นหรือสองสามชั่วโมงก่อนพระอาทิตย์ตก ซึ่งเป็นช่วงที่คาดเดาทิศทางลมได้ดีกว่าและความเร็วต่ำ
ตรวจสอบอุปกรณ์ช่วยชีวิตตะกร้าควรมีอย่างน้อย: ถังดับเพลิง, ชุดปฐมพยาบาล, แผนที่ภูมิประเทศ, แผนที่การบิน, เครื่องวัดระยะสูง (อุปกรณ์สำหรับวัดระดับความสูง) และ สมุดบันทึกโดยนักบินจะบันทึกรายละเอียดการบินทั้งหมด ตรวจสอบเซ็นเซอร์ถังโพรเพน คุณต้องแน่ใจว่ามีเชื้อเพลิงเพียงพอสำหรับเที่ยวบิน ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 30 แกลลอน (114 ลิตร) ต่อชั่วโมง สำหรับเที่ยวบินระยะไกล คุณจะต้องมีวิทยุและอุปกรณ์นำทางแบบอิเล็กทรอนิกส์ด้วย
หากต้องการถอดให้เติมบอลลูนบอลลูนลมร้อนเกือบทั้งหมดต้องการความช่วยเหลือจากคนหลายคนในการลงจากพื้น ขั้นแรก ต้องยึดหัวเผาเข้ากับโครงตะกร้าและวางไว้ที่ด้านข้างของซองซึ่งวางอยู่บนพื้น ยกปากซองจดหมายขึ้นและยืดตรง และใช้ปั๊มอันทรงพลังปั๊มในอากาศเป็นเวลาสิบนาที จากนั้นจะถูกทำให้ร้อนด้วยเครื่องเขียน โดยปกติในขณะที่บอลลูนกำลังเตรียมบิน ตะกร้าที่อยู่บนพื้นจะถูกคนจับไว้หรือผูกไว้กับรถ เมื่อผู้โดยสารและนักบินนั่งอยู่ในตะกร้า นักบินจะปล่อยเปลวไฟอันทรงพลังออกมาจากหัวเผา และลูกบอลจะลอยขึ้นจากพื้น
ในช่วงเริ่มต้นคุณจะต้องระมัดระวังอย่างยิ่งนักบินจะต้องมีสมาธิอย่างมากและดูว่าซองจดหมายพองตัวอย่างไร และลูกเรือภาคพื้นดินจะควบคุมทุกเส้นทาง มองไปรอบๆ ตลอดเวลาเพื่อสังเกตต้นไม้หรือวัตถุอื่นๆ ที่ลูกบอลอาจชนระหว่างเครื่องขึ้น ทันทีที่คุณรู้สึกถึงลมกระโชกแรกในระหว่างการขึ้น ให้จับตาดูสิ่งกีดขวางที่อยู่ตามเส้นทางขึ้นเครื่องทันทีและอย่าละสายตาจากมันจนกว่าลูกบอลจะเอาชนะสิ่งกีดขวาง ซึ่งจะช่วยให้คุณตรวจจับการเบี่ยงเบนของเส้นทางได้อย่างรวดเร็วและตอบสนองต่อสิ่งเหล่านั้นได้ทันที ซึ่งจะทำให้เครื่องออกตัวได้เร็วขึ้น
ศึกษาปรากฏการณ์สภาพอากาศทั้งหมดในพื้นที่บินหากต้องการได้รับใบรับรองการบิน นักบินบอลลูนอากาศร้อนในอนาคตจะต้องทำการทดสอบอุตุนิยมวิทยาเพื่อทำความเข้าใจว่าอุณหภูมิ ระดับความสูง และความชื้นมีปฏิสัมพันธ์และมีอิทธิพลต่อกันและกันอย่างไร และเมฆประเภทต่างๆ ที่สามารถบอกคุณเกี่ยวกับสถานะของอากาศได้อย่างไร แน่นอนว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะแสดงรายการทุกอย่างในคำสั่งนี้ แต่สามารถยกตัวอย่างได้สองสามตัวอย่าง:
ตรวจสอบทิศทางและความเร็วลม และเรียนรู้การอ่านแผนที่สภาพอากาศ โดยใช้ข้อมูลนี้เพื่อดูภาพรวมของความเร็วและทิศทางของกระแสลม
หากต้องการตรวจสอบสภาพในท้องถิ่น ให้บ้วนหรือฉีดครีมโกนหนวดลงบนขอบตะกร้า
แรงอาร์คิมิดีสหรือแรงลอยตัว ไม่เพียงแต่กระทำในของเหลว (เช่น น้ำ) เท่านั้น แต่ยังกระทำในก๊าซด้วย (เช่น อากาศ) แต่เนื่องจากความหนาแน่นของอากาศ (1.29 กก./ลบ.ม.) น้อยกว่าน้ำมาก (1,000 กก./ลบ.ม.) แรงลอยตัวที่นี่จึงไม่มีนัยสำคัญ
นี่คือสาเหตุที่วัตถุจำนวนมากไม่ลอยอยู่ในอากาศเหมือนในน้ำ แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุนั้นแข็งแกร่งกว่าแรงลอยตัวของอากาศ
อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับในน้ำ ยิ่งวัตถุมีปริมาตรมากขึ้นและมีมวลคงที่ กล่าวคือ ยิ่งความหนาแน่นเฉลี่ยลดลงมากขึ้น แรงลอยตัวก็จะยิ่งกระทำกับมันมากขึ้นเท่านั้น
หากคุณเติมก๊าซที่เบากว่าอากาศลงในบอลลูน แรงลอยตัวของอากาศจะยกบอลลูนขึ้น แต่เนื่องจากแรงลอยตัวของอากาศไม่มาก วัสดุของลูกบอลจึงมีมวลที่เห็นได้ชัดเจนและมีตะกร้าที่มีคนและของอื่น ๆ ติดอยู่กับลูกบอล ตัวลูกบอลจึงต้องมีขนาดใหญ่มาก จะต้องมีก๊าซไฟแช็กในปริมาณที่เพียงพอซึ่งเติมปริมาตรมากเพื่อให้แรงลอยตัวที่กระทำต่อปริมาตรนี้เกินน้ำหนักของบอลลูนทั้งหมด
ปัจจุบันบอลลูนบินมักเต็มไปด้วยฮีเลียม เนื่องจากมันไม่เผาไหม้เหมือนไฮโดรเจนจึงปลอดภัย ก่อนหน้านี้ลูกโป่งเต็มไปด้วยอากาศร้อน มีเตาอยู่ใต้ลูกบอล ระดับไฟในนั้นสามารถใช้เพื่อควบคุมความสูงของลูกบอลที่จะลอยขึ้นได้
อากาศจะบางลงตามความสูง เช่น ความหนาแน่นน้อยลง ดังนั้นลูกโป่งจึงไม่สามารถบินสูงได้
