Как эти большие воздушные шары полагаются на принципы физики, чтобы летать
Воздушные шары впервые были изобретены в Париже в 1783 году и были первым транспортом, позволившим людям путешествовать по воздуху. Их дизайн оставался схожим на протяжении веков с тканевым «конвертом» для содержания горячего воздуха с вентиляционным отверстием в верхней части и корзиной для пассажиров.
Воздушные шары всплывают из-за того, что нагретый воздух внутри оболочки имеет меньшую плотность, чем холодный воздух снаружи. Точно так же, как лодка удерживает воду в океане, это холодный воздух, поддерживающий воздушный шар.
Работа на воздушном шаре требует специальных знаний и навыков. Пилот должен иметь представление о направлениях ветра на другой высоте, так как единственный способ управлять - это ловить эти направленные ветры. Управляя количеством горячего воздуха внутри баллона, пилот может изменить вертикальное направление вверх или вниз.
Для перемещения судна вверх пилот запускает газовую горелку с пропаном и может изменять скорость всплытия, контролируя силу пламени. В самом верху воздушного шара находится самоуплотняющийся клапан, которым пилот может управлять с помощью длинного пояса. Этот механизм позволяет пилоту выпускать горячий воздух с постоянной скоростью, чтобы либо замедлить всплытие, либо заставить шарик начать спускаться обратно к земле. Перемещая воздушный шар вверх и вниз, пилот может поймать различные ветра, движущиеся в разных направлениях, чтобы перемещаться по небу.
Плавающая физика
Китайский фонарь - простая модель для понимания физики полета на воздушном шаре
Равномерная температура
Без пламени молекулы воздуха внутри и снаружи фонаря имеют одинаковую температуру.
пламя
Когда горелка горит внутри фонаря, химическая энергия в топливе передается кинетической энергии в воздухе.
Нагревание
Молекулы горячего воздуха быстро распространяются вверх и наружу, вытесняя молекулы холодного воздуха, которые либо нагреваются, либо выбрасываются.
Разница температур
Молекулы холодного воздуха выталкиваются из фонаря расширяющимся объемом горячего воздуха.
плотность
Расширение горячего воздуха означает, что он менее плотный, чем холодный воздух, раздувая воздушный шар и заставляя его подниматься вверх.
Эта статья была первоначально опубликована в выпуске 101 « Как это работает», написанном Чарли Эвансом
Чтобы узнать больше о научных и технических статьях, приобретите последнюю версию « Как это работает» у всех хороших продавцов или на нашем веб-сайте. Если у вас есть планшет или смартфон, вы также можете загрузить цифровую версию на свое устройство iOS или Android. Чтобы никогда не пропустить выпуск журнала «Как это работает», подпишитесь «> подпишитесь сегодня !