Вот он, яркий праздничный символ, который вот-вот вырвется из рук и умчится в поднебесье. Задумывались ли вы, какая невидимая сила заставляет его так стремиться наверх? Ответ кроется не в волшебстве, а в фундаментальных законах нашего мира, которые мы проходили в школе.
На портале Крылатское.ру мы решили разобраться в этом увлекательном явлении с точки зрения науки. В этой статье мы простыми словами объясним, как работают законы Архимеда и что такое плотность газа, а также поделимся мыслями о том, что происходит с шарами после того, как они скрываются из виду.
Представьте, что вы отпускаете шарик, наполненный обычным воздухом. Он с легким шлепком падает на пол и остается лежать у ваших ног. А теперь продумаем другой сценарий: в ваших руках красивый латексный шар, наполненный гелием, который можно найти на специализированных ресурсах, например, https://mossharik.ru/105-shary-s-geliem. Стоит разжать пальцы - и он, как живой, устремляется к потолку. В чем же принципиальная разница? Все дело в том, что находится внутри.
Невидимая сила: почему гелий легче воздуха
Чтобы понять суть явления, не нужны сложные формулы. Достаточно вспомнить, что все вокруг состоит из крошечных частиц - молекул. Воздух, которым мы дышим, - это не пустота, а смесь газов, в основном, азота и кислорода. Молекулы этих газов имеют определенный вес и постоянно движутся, сталкиваясь друг с другом.
Гелий - особый газ, его молекулы невероятно легкие и маленькие. Если представить себе молекулу воздуха в виде футбольного мяча, то молекула гелия будет похожа на теннисный шарик. Наполняя шар гелием, мы, по сути, «упаковываем» внутрь огромное количество этих очень легких «теннисных шариков». В результате, общая масса шара вместе с его оболочкой становится значительно меньше, чем масса такого же объема окружающего воздуха. А дальше в дело вступает закон, открытый еще в древности.
Закон Архимеда в действии: воздушный океан и поплавок-невидимка
Мы привыкли, что закон Архимеда работает для жидкостей: корабль держится на воде потому, что выталкивающая сила, действующая на него, равна весу вытесненной воды. Но мало кто задумывается, что мы живем на дне огромного воздушного океана. Атмосфера - это тоже жидкость, пусть и не такая плотная, как вода. И на любое тело, погруженное в этот воздушный океан, действует та самая выталкивающая сила.
Шар с гелием - своеобразный поплавок в атмосфере. Сила тяжести тянет его вниз, но выталкивающая сила воздуха, которая оказывается сильнее, выталкивает его вверх. Происходит это именно потому, что шар с менее плотным газом внутри «легче» того объема воздуха, который он занимает. Вот главные факторы, определяющие полет:
- Плотность наполнителя: Гелий имеет гораздо меньшую плотность по сравнению с воздушной смесью.
- Вес оболочки: Современные латексные или фольгированные шары делаются очень легкими, чтобы не перевешивать подъемную силу.
- Объем: Чем больше объем шара, тем больше воздуха он вытесняет и тем сильнее на него действует выталкивающая сила.
Когда вы держите шарик за веревочку, вы чувствуете, как он тянется ввысь, - это и есть та самая архимедова сила в воздухе, стремящаяся вернуть ему «законное» место на поверхности нашего воздушного океана.
Путешествие в никуда: что происходит с шаром после того, как он скрылся из глаз
А что же происходит с беглецом дальше? Его история на этом не заканчивается. Поднимаясь все выше, шар попадает в слои атмосферы с более низким давлением. Внешнее давление падает, а газ внутри продолжает стремиться занять больший объем. В итоге, латексная оболочка, растягиваясь, в какой-то момент не выдерживает и лопается. Фольгированные шары, имеющие более жесткую форму, могут дольше сопротивляться, но и их ждет аналогичная участь.
Осколки оболочки, которые чаще всего сделаны из биоразлагаемых материалов, постепенно падают обратно на землю. А крошечные частицы гелия, одного из самых распространенных элементов во Вселенной, просто рассеиваются в атмосфере, не нанося ей вреда. Так заканчивается путешествие нашего праздничного символа.
Как не потерять праздник: практические советы
Итак, мы выяснили, что сама природа заставляет гелиевые шары улетать. Но что, если вам очень не хочется с ними расставаться? Полностью отменить законы физики не в наших силах, но можно сделать так, чтобы радость от яркого украшения длилась дольше.
Если вы хотите, чтобы ваш праздничный символ не исчез навсегда в первый же день, важно позаботиться о надежности. Основа долгой жизни шара - качественные материалы и прочное крепление. Используйте плотные латексные или многослойные фольгированные шары, которые медленнее пропускают газ, и всегда надежно завязывайте их или обратите внимание на специальные пластиковые держатели с утяжелителями. А чтобы быть уверенным в результате, стоит обращаться к проверенным поставщикам, которые следят за качеством своей продукции.
