WiZ9 070

u s t

ZESTAW PRZYRZĄDÓW I MATERIAŁÓW:

» baloniki (1 opakowanie) » ocet» soda oczyszczona lub proszek do pieczenia » drożdże » cukier» tkanina wełniana » monety pięciogroszowe (2 szt ) » butelki plastikowe 1 I (4 szt.) » cienki sznurek (3 m) » rurka o średnicy 1,5 cm »taśma klejąca » płytka szklana lub plastikowa » deska drewniana 50 x 50 cm » kij do szczotki NIEWLICZONE W CENĘ:

»taboret» krzesło (2 szt) » spod tortownicy » suszarka do włosów

V.__

Historia balonów sięga czasów Azteków, którzy robili je z pęcherzy lub jelit zwierzęcych, wypełniali wodą i używali jako zabawek. Epoka balonów wypełnianych gazem nastała dopiero w XVIII wieku. W Polsce pierwszy taki balon, o średnicy 1 m i wypełniony wodorem, zbudował chemik i mineralog Stanisław Okraszewski. Inauguracyjny lot odbył się w 1784 roku w Warszawie i trwał około trzech minut. Dziś balony są używane m.in. jako statki powietrzne, które mogą utrzymywać się przez długi czas w atmosferze, na wysokościach nieosiąganych przez samoloty. Z tego powodu wykorzystuje się je do prowadzenia badań w fizyce promieni kosmicznych i wysokich energii, w astronomii (zwłaszcza do obserwacji w podczerwieni), meteorologii i biologii; są również stosowane w celach wojskowych.

WIEDZA W PIGUŁCE

Prawo Bernoulliego mówi. że w każdym przekroju poprzecznym cieczy płynącej przez poziomą rurę o stałej średnicy powinno panować to samo ciśnienie: jeśli przekroje są nierówne (rura ma zmienną średnicę). w miejscach przewężeń ciśnienie musi spasc Prawo to ma istotne znaczenie w życiu codziennym, wykorzystano je m.in. w popularnych pompkach wodnych, palniku Bunsena i wielu innych urządzeniach.

i

W naszych eksperymentach nie będziemy potrzebowali wielkich balonów. Wykorzystamy znane wszystkim zabawki: gumowe baloniki, które - jak się okazuje - są wdzięcznym przedmiotem doświadczeń. Za ich pomocą można demonstrować różne zjawiska fizyczne, badać właściwości cieczy i gazów, a nawet sprawdzać prawa Bernoulliego i Archimedesa. Warto przy tym wiedzieć, że pierwsze gumowe baloniki zostały wykonane przez Michaela Faradaya w 1824 roku w celu przeprowadzenia eksperymentów z wodorem w Royal Institute w Londynie; były zbudowane z dwóch kawałków gumy, których wewnętrzne ścianki posypywano mąką, aby się nie sklejały. Wulkanizowane baloniki zabawki wyprodukował w 1847 roku J. G. Ingram i to one są uważane za prototypy współczesnych baloników. Na dużą skalę produkcja baloników ruszyła dopiero w 1907 roku. c?

Efekt Coandy - nazwany tak od nazwiska odkrywcy, Rumuna Henriego Coandy - polega na tym, ze strumień płynu wykazuje tendencję do przylegania do powierzchni, w pobliżu której przepływa. Zjawisko można zaobserwować. gdy ustawimy puszkę przed palącą się świeczką; jeśli silnie dmuchniemy na puszkę, zgasimy z pozoru osłoniętą świecę. Efekt Coandy jest wykorzysty- | wany przy konstruowaniu wielu nowoczesnych urządzeń lotniczych.

DOŚWIADCZENIE 1

Na szklanej lub plastikowej podstawce kładziemy spód metalowej tortownicy. Nadmuchujemy balonik i pocieramy go wełnianą tkaniną (balonik naładuje się do potencjału kilku tysięcy woltów, jednak całkowity ładunek elektryczny zgromadzony na jego powierzchni będzie mały - mniejszy niż jedna milionowa ku-lomba). Kładziemy naładowany balonik na spodzie tortownicy Ostrożnie zbliżamy palec do brzegu metalu i obserwujemy przeskakującą iskrę.

DOŚWIADCZENIE 2

Dwa identyczne baloniki należy nadmuchać tak, aby ciśnienie wewnętrzne było wyraźnie większe od ciśnienia atmosferycznego Oba baloniki przyczepiamy do końców poziomej belki (np. kija od szczotki), którą podwieszamy, tak aby cały układ, działający jak dźwignia dwustronna. był w równowadze Przekłuwamy teraz jeden balonik, najlepiej w najgrubszym miejscu powłoki, aby powietrze ulatywało w miarę powoli. Czy równowaga zostanie naruszona? W którą stronę pochyli się belka?

WIEDZA I ŻYCIE czerwiec zoos

Bierzemy dwie duże, plastikowe butelki po wodzie mineralnej; w dnie jednej robimy otwór o średnicy około 1 cm. Do każdej butelki wsuwamy jeden balonik tak, aby ustnik został na zewnątrz. Zaczynamy dmuchać w balonik w butelce bez otworu - bez powodzenia, ponieważ dmuchanie powoduje zwiększanie ciśnienia wewnątrz butelki. Gdy zaczniemy dmuchać w balonik w butelce z otworem, wypełni on jej całą objętość. Możemy później wypuścić powietrze z balonika, zatkać otwór palcem i spróbować nadmuchać balonik ponownie. Doświadczenie najlepiej przeprowadzać w dwie osoby..

DOŚWIADCZENIE 4

Napełniamy balonik powietrzem lub C0₂, wylot zamykamy klamerką do bielizny. Do balonika, wzdłuż jego długości, przyklejamy (taśmą klejącą) rurkę plastikową, przez którą przeciągamy cienki sznureczek. Przywiązujemy go do dwóch stojących naprzeciw siebie krzeseł. Silnie naciągamy sznurek i zdejmujemy klamerkę - wypływający gaz popchnie balonik. W ten sposób zbudowaliśmy prosty pojazd odrzutowy.

DOŚWIADCZENIE 6

Eksperyment ten jest znany pod nazwą „Dawid i Goliat Bierzemy dwa baloniki, jeden napełniamy powietrzem do normalnych rozmiarów, natomiast drugi tylko do 1/2 objętości Baloniki łączymy plastikową lub metalową rurką. Który balonik zmieni swój rozmiar? Intuicyjnie wydaje się, że powietrze z dużego balonu zostanie przepchnięte do małego, lecz dzieje się odwrotnie! Przyczyna leży w różnicy ciśnień - wyższe ciśnienie jest w baloniku o mniejszych rozmiarach.

DOŚWIADCZENIE 7

Do plastikowej butelki po wodzie mineralnej wlewamy 1/4 szklanki octu, a do balonika za pomocą lejka wsypujemy dwie łyżki sody oczyszczonej lub proszku do pieczenia. Nakładamy balonik na butelkę i całość ustawiamy tak. aby proszek przesypał się do butelki. Reakcja chemiczna spowoduje wydzielanie cięższego od powietrza ditlenku węgla i wypełnienie nim balonika. Ten sam efekt można uzyskać inną metodą. Wlewamy do butelki szklankę ciepłej wody, dodajemy dwie łyżki drożdży oraz łyżkę cukru.

Silnie wstrząsamy butelką, po czym nakładamy balonik po upływie około 10 minut wypełni się on CO?

DOŚWIADCZENIE 8

Napełniamy cztery balony do połowy ich maksymalnej objętości, zawiązujemy i łączymy. Upewniamy się, czy na podłodze nie ma ostrych przedmiotów lub zadrapań, które mogłyby uszkodzić balony. Kładziemy balony na podłodze, umieszczamy na nich drewnianą deskę o bokach 50 cm (może być odwrocony taboret) i ostrożnie na niej stajemy. Zbadajmy, ile osób może stanąć na desce?

DOŚWIADCZENIE 5

Slater Harrison zaproponował następujący eksperyment ilustrujący efekt Coandy. Nadmuchujemy balonik i zawiązujemy go nitką dentystyczną lub bawełnianą, do której końca przyklejamy jedną lub dwie monety pięciogroszowe. Puszczony swobodnie balonik z takim obciążeniem powinien opadać na ziemię. Uruchamiamy suszarkę do włosów (grzanie należy ustawić na minimum lub wyłączyć) i strumień powietrza kierujemy tak, aby opływał powierzchnię balonika od góry. Zgodnie z efektem Coandy, strumień rozpłynie się na powierzchni balonika, ulegnie przewężeniu i wytworzy nad balonikiem podciśnienie. Balonik zacznie się unosić w powietrzu, jego lot będzie zależał od szybkości strumienia powietrza z suszarki. Taki fruwający balonik może wirować, jeżeli umieścimy na nim odpowiednie „turbinki". W tym celu markerem rysujemy na baloniku równoleżnik oraz dwa wzajemnie prostopadłe południki, po czym z taśmy klejącej szerokości 2 cm wycinamy paski długości 4 cm i kształtujemy łopatki turbinek; turbinki przyklejamy do balonika w punktach przecięć równoleżnika z południkami, ustawiając łopatki pod kątem do równoleżnika.