Kodėl sprogsta balionas?
Trumpas atsakymas: Balionas sprogsta, kai guma per daug išsitempia arba yra pažeidžiama ir staiga plyšta. Oras greitai išsiveržia pro įplyšimą ir skleidžia garsų garsą, kai balionas sklinda į gabalus.
Už to slypintis mokslas
Įvardyti dėsniai / principai: Pagrindinės idėjos: gumos elastingumas, tempiamasis stipris (kiek tempimo ji gali atlaikyti) ir išlenktų membranų slėgio bei įtempimo santykis (Laplaso dėsnis).
Baliono guma elgiasi kaip elastingas lakštas. Pripučiant balioną, vidinis oras stumia į išorę ir guma įtempia. Išlenkto paviršiaus atveju vidinio ir išorinio slėgio skirtumas susijęs su įtempimu ir spinduliu; tai apibūdina Laplaso dėsnis, kuris padeda paaiškinti, kodėl ištemptos arba mažo spindulio vietos gali būti labiau įtemptos .
Guma taip pat plonėja ten, kur labiau išsitempia, o plonos vietos yra silpnesnės. Mažas pradurtas arba per didelis įtempimas sukuria įtrūkimą. Tas įtrūkimas labai greitai auga, nes ištempta guma atšoksta.
Staigus išleidimas leidžia orui greitai išbėgti ir judina gumos dalis, todėl garsiai spragsi ir išsibarsto.
Kaip mes tai žinome: Inžinieriai ir mokslininkai gumą ir membranas testuoja slėgio matuokliais, jėgos matuokliais ir greitaeigėmis kameromis, kad stebėtų įtrūkimų augimą ir oro srautą. Šie matavimai rodo, kaip įtempimas, plonėjimas ir pradūrimai sukelia greitą plyšimą ir būdingą spragsėjimo garsą .
Pamatyk tai gyvenime
- Šventinis balionas sprogo, kai kažkas netyčia jį prispaudė prie stalo krašto.
- Dviračio kamera sprogo, kai užvažiavo ant aštrios vinies.
- Vandens balionas sprogo, kai per stipriai suspaudžiamas, ir taškosi visur.
- Muilo burbulas sprogo, kai tampa per plonas ir ant jo nukrenta taškelis.
Išbandyk pats
Baliono tvirtumas ir silpnos vietos
Sauga: Dėvėkite akių apsaugos priemones ir turėkite šalia suaugusįjį; laikykite sprogusius balionų gabalėlius atokiau nuo mažų vaikų.
Priemonės
- 3 balionai
- žymeklis
- mažas lipnios juostos gabalėlis
- liniuotė
- suaugusiojo prižiūrimas smeigtukas
Žingsniai
- Pripūskite tris skirtingo dydžio balionus: mažus, vidutinius, didelius ir juos suriškite.
- Pažymėkite vietą ant kiekvieno baliono. Užklijuokite nedidelį lipnios juostos gabalėlį ant žymės ant vieno baliono.
- Paprašykite suaugusiojo švelniai pradurti kiekvieną pažymėtą vietą smeigtuku, po vieną, o kiti stebėkite iš saugaus atstumo.
- Atkreipkite dėmesį, kurie balionai sprogsta ir ar lipnia juosta užklijuota vieta nesprogsta. Ką tai rodo: Labiau ištemptos ir plonesnės vietos sprogsta lengviau, o sutvirtinus vietą, ji gali būti sunkiau sprogstama.
Žodynėlis
- Elastingumas: gumos gebėjimas išsitempti ir vėliau grįžti į pradinę formą.
- Įtempimas: pripūsto oro sukeliama gumos traukos jėga.
- Slėgis: baliono viduje esančio oro spaudimas į jo sieneles.
- Tempimo stipris: maksimali medžiagos trauka, kurią ji gali atlaikyti prieš sulūždama.
DUK
Kodėl balionai sprogsta juos suspaudus?
Suspaudus kai kurias gumos dalis suplonina ir padidina įtempimą, todėl tos vietos pasiekia lūžio tašką ir plyšta.
Ar didesni balionai sprogsta lengviau?
Dažnai taip – didesni balionai yra labiau ištempti ir plonesni, todėl jų vietos yra silpnesnės ir gali sulūžti.
Ar sprogimas garsus dėl oro?
Taip. Greitas oro išsiveržimas ir greitai judanti guma sukuria slėgio bangą, kurią girdime kaip garsų spragtelėjimą .