Kolik balónků je potřeba k zvednutí člověka? | Pikabu
Asi před 90 lety u nás vycházel časopis pro děti, který se jmenoval „Extrémně zajímavý časopis“ nebo zkráceně „CHIZH“.
Zde je vtipná básnička z tohoto časopisu:
Prodejci
Prodal balónky
A unavený
Z extrémního horka.
Péťa se tu procházel,
Výborně zlato
A jemu
Přišel prodejce:
– Podrž mi koule, chlapče!
Jdu si dát sklenici piva.
Péťa to vzal. Péťa vstala. Péťa čeká.
A prodavačka k němu jde:
– Podrž můj uzlíček, miláčku!
Půjdu pro sodovku!
Přišel nahoru
Starý prodavač:
Drž se, zlato.
Co se stalo potom-
Tady je otázka!
A pak vítr odnesl Péťu!
A Péťa letí nad městem.
Možná jste ho viděli, děti?
Mohl by se takový příběh skutečně stát?
Balónek naplněný heliem se vznáší ve vzduchu úplně stejně, jako se ve vodě vznáší plastová hračka naplněná vzduchem. Tato zvedací síla se nazývá archimédská, pojmenovaná po starověkém řeckém vědci Archimédovi.
Ve vzduchu je zdvihací síla helia přibližně 1 kilogram na 1 metr krychlový.
Kolik vážilo „dobře udělané miminko“ Péťa z básně? Předpokládejme, že je mu 10 let a váží přesně 30 kilogramů.
Vyhoďme vítr z problému („sílu větru lze zanedbat“, jak se říká v problémových knihách). Takže, aby Petya přeletěla město, bude zapotřebí zvedací síla, která přesahuje hmotnost chlapce – tedy alespoň 31 kilogramů! Pak by objem koule měl být 31 metrů krychlových, ne? Vzorec na objem míče zde psát nebudeme (pokud by to někoho zajímalo, je ve školní učebnici), ale celkem jednoduchým výpočtem vyplývá, že k letu bude Péťa potřebovat míček naplněný heliem o průměru cca. řádu. 4 metry!
Ke zvednutí 30kilového dítěte byste potřebovali balónek nafouknutý takto heliem.
Kolik zvedne obyčejný 30centimetrový balónek? Pouze 4 gramy Vydělte 31 kilogramů 4 gramy, dostaneme 7750 kuliček!
Abychom Péťu zvedli, potřebovali bychom „svazek“ přibližně 8 tisíc míčků. Koneckonců, kromě Péťovy váhy budou muset koule zvedat i svou vlastní váhu a váhu lan, kterými jsou drženy. Takže 8 tisíc, i když praskneš.
Ještě z filmu „Tři tlustí muži“. Míčů je zde zjevně málo!
Už chápete, proč je příběh o chamtivém prodavači balónků z pohádky „Tři tlustí muži“ čirou fikcí? I kdyby Prodejce vážil pouhých 60 kilogramů, bylo by potřeba 15 000 balónků, aby ho vynesly z tržiště a vhodily do narozeninového dortu.
Mimochodem, jaké je nejzajímavější místo v karikatuře o Medvídkovi Pú?
No ano, standardní heliový balonek nevynese do vzduchu více než 4-5 gramů zátěže a medvídek váží asi půl kilogramu. To však není to nejpřekvapivější!
Překvapivě jiné. Koneckonců, balón není vybaven „brzdami“. Pokud se mu podařilo zvednout náklad, bude nekontrolovatelně tažen nahoru. Pokud je skořápka dostatečně pevná a dokáže odolat poklesu tlaku, může se koule ukázat. ach kde! Například heliový balón vypuštěný školáky z Kanady v roce 2007 dokázal vystoupat do výšky 35 kilometrů!
Otázkou tedy není, zda se Medvídek Pú vznesl do vzduchu – ale jak dokázal zázračně „zpomalit“ přesně ve výšce prohlubně?
Lidé – a vůbec ne děti, ale docela dospělí kluci, někdy dokonce s vyšším vzděláním – si opakovaně zařídili „let Medvídka Pú“ a ne vždy s pozitivním výsledkem (proto jsme ve vážném nálada – hudební pauza).
První příběh
1937 Americký fotograf Medvídek Pú (přeškrtnutý) se rozhodl pořídit velkolepé záběry ze vzduchu, kvůli kterým se přivázal ke 32 meteorologickým balonům. Během natáčení se nečekaně přetrhlo bezpečnostní lano a koule, zcela v souladu s fyzikálními zákony, táhly fotografa „tam, kam fouká vítr“. Fotografa zachránil Prasátko (přeškrtnuto) místní farář – nejprve pronásledoval nešťastného aeronauta 20 kilometrů a poté dobře mířenými výstřely z pušky ráže 22 trefil dva míčky – a fotograf bezpečně přistál na zemi.
Druhý příběh
1982 Americký Medvídek Pú – řidič kamionu Larry Walters přivázal k židli 43 meteorologických balónků naplněných heliem a vzlétl. Prozíravě si s sebou vzal vzduchovku, vysílačku, pití, chlebíčky a fotoaparát. Křeslo s Waltersem se zvedlo do výšky téměř 5 kilometrů. Po 45 minutách aeronaut ztuhl a rozhodl se vystřelit několik koulí, aby zahájil sestup – ale omylem upustil pušku. Sestup byl velmi pozvolný. V důsledku toho koule (no, židle ne!) narazily na dráty vedení vysokého napětí a celý areál zůstal bez elektřiny. Walters dostal pokutu 1500 dolarů.
Larry Walters, 1982
Třetí příběh
1984 Americký (buď náhoda, nebo je to možná jejich móda) Kevin Walsh vyšplhal do výšky 3 kilometrů v 57 heliových balonech a skočil padákem. Dostal pokutu 4000 dolarů.
Čtvrtý příběh, tajemný a špatný
1992 Japonec Yoshikazo Suzuki vzlétl na 23 balónech naplněných heliem. Vítr ho odnesl k Tichému oceánu. Experimentátor byl naposledy viděn z letadla pobřežní stráže ve výšce asi 4 kilometrů, pět set kilometrů od pobřeží. Bohužel už nikdo nikdy neviděl „Japonského Medvídka Pú“.
Příběh pátý, naprosto tragický
2008 Brazilský kněz Adelir de Carli přivázal k židli 1000 obyčejných heliových balónků a úspěšně se vznesl do výšky přes 6 kilometrů. Foukal však silný vítr a aeronaut byl neúprosně odvlečen daleko do Atlantského oceánu. Kněz měl s sebou vysílačku a přijímač GPS, ale jak se ukázalo, nevěděl, jak je používat. O několik měsíců později pracovníci na oceánské ropné plošině vylovili nohy Ctihodného otce z vody – horní část jeho těla sežrali žraloci.
Příběh šestý s relativně šťastným koncem
2009 Američané (opět!) Mayumi a Richard Heene vypustili heliem naplněný balón a poté zavolali záchrannou službu a řekli, že v tomto balónu odletěl jejich šestiletý syn Falcon. K záchraně dítěte byla vychována policie, armáda a národní garda. Denverské mezinárodní letiště muselo být dočasně uzavřeno. V důsledku toho byl chlapec, v bezpečí a zdravý, nalezen ve svém vlastním domě, na půdě, kde celou dobu bezpečně seděl. Nevíme, zda byl chlapec potrestán nebo ne, ale máma a táta dostali několik měsíců vězení a pokutu 36 tisíc dolarů.
Takže Medvídek Pú a Prasátko (toto je v karikatuře, ale v knize – Medvídek Pú a Kryštof Robin) se dostali snadno!
Proč člověk potřebuje svědomí? Je možné měřit dobro a zlo? co je krása?
Héliové balónky plovoucí na obloze evokují myšlenky na něco romantického a odvážného. Není divu, že mnoho lidí přichází s nápadem přivázat k balónku pohlednici nebo bonboniéru, nebo dokonce medvídka. s cílem efektivně prezentovat dárek milované osobě.
Héliové balónky plovoucí na obloze evokují myšlenky na něco romantického a odvážného. Není divu, že mnoho lidí přichází s nápadem přivázat k balónku pohlednici nebo bonboniéru, nebo dokonce medvídka. s cílem efektivně prezentovat dárek milované osobě.
Kolik míčků je potřeba k tomu, aby se zvedl celý člověk? Určitě jste si tuto otázku položili. Bez ohledu na to, jak fantastické se to může zdát, helium má skutečně potenciál být pro takové účely využito. Zbývá tedy jen vypočítat počet kuliček potřebných ke zvednutí toho či onoho předmětu.
Proč létají heliové balónky?
Důvod popularity helia jako plniva do balónků spočívá v jedinečných vlastnostech plynu: je inertní, chová se relativně stabilně v různých podmínkách a zároveň má hustotu menší než vzduch, což umožňuje balónům vzlétnout do nebe. Správně zvolený průměr balónku a objem do něj napumpovaného helia zaručují vzdušné dekoraci několik hodin letu.
Protože takovým plnivem je tekutý plyn, jeho molekuly mají schopnost unikat přes mikrotrhlinky ve stěnách koule. Pro zachování helia uvnitř je povrch pláště ošetřen speciálními hi-float přípravky.
Kapacita balónu
Hmotnost, kterou může balónek naplněný heliem zvednout, závisí na průměru produktu a množství plynu.
- Experimentálně bylo zjištěno, že průměrná „nosnost“ helia je 1 kg na 1 m3 plynu.
Na základě tohoto poměru zvedne jediný balónek o průměru 25 cm zátěž o hmotnosti cca 3-4 gramy. Metalizované balónky stejného průměru, naplněné heliem, dokážou zvednout až 5 gramů hmotnosti. Na zvednutí jednoho čokoládového bonbonu o hmotnosti 15 gramů tedy budete potřebovat 3-4 balónky.
- Těžší předměty budou vyžadovat více míčků. Takže růže o hmotnosti 70 gramů vzlétne na svazku 17-20 kuliček a plyšová hračka o hmotnosti 200 gramů bude vyžadovat 50 kuliček!
Okamžitě stojí za zmínku, že takové výpočty jsou správné pro konkrétní podmínky – uvnitř s nastavenou teplotou a vlhkostí. Na ulici existuje mnoho faktorů, které ovlivňují vlastnosti plynu. Je tedy třeba vzít v úvahu atmosférický tlak, který se mění s nadmořskou výškou, vystavením slunečnímu záření, sílou větru a dalšími podmínkami.
Mohou heliové balónky zvednout člověka do vzduchu?
Jak vidíme, balony naplněné heliem se za určitých podmínek mohou vznést nahoru a nést s sebou nějaký náklad. Dokážou ale člověka zvednout?
Při výpočtech upravených pro reálné podmínky stojí za to hned říci, že malé kuličky v agregátu budou mít velkou hmotnost, čímž se sníží nosnost helia. Proto je pro lidský let lepší používat balony s větším průměrem – cca 1 metr. Nosnost takového míče bude asi 0,5 kg.
- Na zvednutí 70kilového člověka do vzduchu budete potřebovat asi 140 balónků o průměru 1 metr!
Jak je však teorie vzdálená praxi, mohou ukázat pouze reálné experimenty, protože se počítá se stabilními vnějšími podmínkami. Existuje precedens pro lidský let v balonech, ale předcházela mu seriózní příprava a dlouhé výpočty. Aby mohl tester vážící 90 kg stoupat vzhůru, potřeboval více než 360 kuliček o průměru 1,2 metru. K naplnění balónků heliem bylo zapotřebí 53 plynových lahví. Maximální výška, do které dokázal letět Vitalij Kulikov, absolvent katedry fyziky Moskevské státní univerzity, byla 5724 metrů.