Какой полезный груз может поднять шар

Какой вес поднимает шар с гелием?

Парящие в небе гелиевые шары навевают мысли о чем-то романтическом и отважно-смелом… Неудивительно, что многим приходят в голову идеи привязать к шару открытку или коробку конфет, а то и плюшевого медведя, чтобы эффектно преподнести подарок дорогому человеку.

Какой вес поднимает шар с гелием?

А сколько нужно шаров, чтобы поднять целого человека? Наверняка, и вы задавались таким вопросом. Каким бы фантастическим это ни казалось, но потенциал у гелия для использования в таких целях действительно имеется. Так что остается только рассчитать количество шаров, необходимых для того, чтобы поднять тот или иной предмет.

Почему гелиевые шары летают?

Причина популярности гелия в качестве наполнителя для воздушных шаров кроется в уникальных свойствах газа: он обладает инертностью, относительно стабильно ведет себя в разных условиях и при этом имеет плотность меньше воздуха, что позволяет шарикам взмывать в небо. Правильно подобранный диаметр шара и объем закачанного в него гелия гарантируют воздушному украшению несколько часов полета.

Поскольку такой наполнитель является текучим газом, его молекулы обладают способностью просачиваться через микротрещины в стенках шара. Для сохранения гелия внутри, поверхность оболочки обрабатывается специальными средствами hi-float.

Грузоподъемность воздушного шара

Масса, которую может поднять воздушный шар, наполненный гелием, зависит от диаметра изделия и количества газа.

Экспериментальным путем было выяснено, что средняя «грузоподъемность» гелия составляет 1 кг на 1 м3 газа.

Исходя из этого соотношения, один-единственный воздушный шар диаметром 25 см поднимает груз весом около 3-4 грамма. Металлизированные шары такого же диаметра, наполненные гелием, способны поднять до 5 грамм веса. Таким образом, чтобы поднять одну шоколадную конфету весом 15 грамм потребуется 3-4 воздушных шара.

Для предметов потяжелее потребуется большее количество шаров. Так, роза весом 70 грамм взлетит на связке из 17-20 шаров, а мягкая игрушка весом 200 грамм потребует 50 шаров!

Сразу стоит отметить, что подобные расчеты верны для конкретных условий – внутри помещений с установленной температурой и влажностью. На улице же присутствует множество факторов, которые влияют на свойства газа. Так, следует учитывать атмосферное давление, меняющееся с высотой, воздействие солнечного света, силу ветра и другие условия.

Смогут ли гелиевые шары поднять человека в воздух?

Как мы видим, воздушные шары, наполненные гелием, в определенных условиях могут взмыть вверх, унося за собой некоторый груз. Но могут ли они поднять человека?

Делая расчеты с поправкой на реальные условия, стоит сразу сказать, что маленькие шары в совокупности будут иметь большую массу, уменьшая грузоподъемность гелия. Поэтому для полета человека лучше использовать шары большего диаметра – около 1 метра. Грузоподъемность такого шара будет составлять порядка 0,5 кг.

Чтобы поднять в воздух 70-килограммового человека, потребуется около 140 шаров с диаметром 1 метр!

Впрочем, насколько далека теория от практики, могут показать только реальные эксперименты, ведь в расчет принимаются стабильные внешние условия. Прецедент полета человека на воздушных шарах имеется, однако ему предшествовала серьезная подготовка и долгие расчеты. Для того чтобы взмыть вверх, испытателю весом 90 кг потребовалось более 360 шаров диаметром 1,2 метра. Чтобы наполнить шары гелием, потребовалось 53 баллона с газом. Максимальная высота, на которую смог взлететь выпускник физфака МГУ Виталий Куликов, составила 5724 метра.

Источник

У нас часто спрашивают, сколько гелиевых шаров нужно чтобы поднять цветок, открытку или игрушку? Какая подъемная сила гелия? Постараемся подробно рассказать секреты наших расчетов и все формулы.

Для быстрого и простого расчета подъемной силы шарика мы используем формулы. Зная, что что 1м3 гелия поднимает примерно 1 кг.

Другими словами:

Один стандартный шарик 10″ (дюймов) или 25-27см поднимает всего 3-4 грамма.
Перламутровые шары 12″ металлик поднимают до 5 грамм.

Поэтому, чтобы поднять игрушку весом 200 грамм, нам понадобиться 200/4 = 50 шаров. Вроде как все просто. Но, т.к. гелий из обычных шаров постоянно выходит, то со временем шарик с гелием теряет часть своей подъемной силы. И поэтому, если Вам надули 50 шаров и Ваш подарок летает, то через несколько часов он летать будет только с сильного пинка. И для того, чтобы у Вас не было претензий к нам нужно взять на 20% больше шариков.

Также следует учесть тот фактор, что в закрытом помещении шары могут спокойно подняться вверх, а вот на улице порывом ветра может просто сносить в сторону. Для того, чтобы поднять подарок на длиной веревке, должен быть хороший запас подъемной силы. И кстати, чем выше Вы поднимаете облако из шаров с подарком, тем больше добавляется вес веревки. Поэтому подъем подарка на высоту лучше делать на крепкой, но тонкой леске.

При желании, Вы можете обрезать «хвостик» у шарика, который идет после узла. Такой прием уменьшит общий вес шара, или даст ему возможность полетать еще около часа.

Когда Вы покупаете подарок, то лучше его сразу взвесить. Всегда рядом есть магазины с весами. Это нужно сделать хотя бы для того, чтобы прикинуть сколько Вы потратите на шары. Из нашей практики были случаи, когда приносили букет цветов, чтобы поднять любимой жене под окном. На вскидку он был достаточно легкий. Но его не смогли поднять даже 100 шариков. Мы обрезали почти все листья и укоротили ножки. Лишь после этого букет уверено держался в воздухе.

Если бюджет позволяет не думать о количестве шариков, а думать лишь о качестве и результате процесса, тогда можно пойти по простому пути. В нашем магазине мы надуваем 20 шаров и крепим к ним подарок — все видят, что конструкция не летает. Тогда надуваем еще 20 шаров, и подарок (например) с шарами полетел вверх. Но так видит заказчик. А в голове думает, что можно было бы взять и 30 шаров. И тут наступает самый толерантный момент. Мы то видим, что подарок не летает. Он конечно поднялся вверх, но запаса подъемной силы у него нет. И если все так и оставить, то праздника у нашего клиента не будет. Поэтому приходится осторожно убеждать, что нужно надуть еще 10-15 шаров. Или выпотрошить из медведя (игрушки) весь лишний хлам, который зашили вовнутрь. А дома можно его незаметно вернуть взад.

Вес больше одного килограмма дешевле поднимать с помощью больших шаров, т.к вес одного большого шара меньше, чем вес большого количества маленьких гелиевых шариков при одном и том же объеме гелия. Рассчитывается подъемная сила большого шара с гелием по формуле. Условно объем гелия в шаре — 4/3 пr3, а дальше используем знания, что в 1 м3 гелия примерно 1 кг веса. К примеру берем шар 1 м в диаметре. Используя формулу или того, кто знает как считать по формулам, получаем объема шара (4/3)*3,14*0,53 = 0,522м3. Будем считать, что метровый шар поднимает 0,5 кг. От этого веса необходимо вычесть вес самого шарика и вес ленточки или лески за которую он зацеплен, это и будет расчетный вес. На улице на подъемную силу влияют некоторые коэффициенты в виде погодные условий — снег, дождь, ветер, солнце или низкая (высокая) температура. Например, стандартные шары, при небольших осадках, могут вообще не летать, т.к. вес налипших на них капель дождя увеличивает общий вес шара.

Любая идея осуществима!!! Были бы у Вас возможности, а у нас желание … или наоборот )

Источник

Наполненные гелием воздушные шарики, так и стремятся ввысь, наполняя окружающих радостью, весельем и ожиданием чуда. Нередко к шарикам привязывают теплые записки с пожеланиями, признаниями в любви или дарят огромную охапку парящих шариков вместе с большой мягкой игрушкой, чтобы придать сюрпризу эффекта неожиданности, трогательности и романтики.

Какой вес может поднять шарик с гелием? Сколько шариков потребуется, чтобы поднять над землёй человека? Уверены, каждый из нас задавался подобными вопросами. Или даже сам экспериментировал на дома на любимой кошке. Шары, наполненные гелием, действительно могут поднять в воздух и кота, и даже человека. Главное правильно рассчитать нужное количество шариков исходя из веса “пилота”.

Почему шары с гелием летают?

Популярность парящих воздушных шариков обусловлена уникальными свойствами гелия — газа, которым шарики наполняют. Данный газ — инертен, стабилен при разных условиях и плотность его меньше воздуха. Благодаря этому, гелиевые шарики стремятся улететь в небо. В зависимости от материала шарика и его диаметра, срок парения может составлять от двух часов до нескольких дней.

Для того, чтобы сохранить парение воздушных шариков на более длительное время, изделие изнутри обрабатывается специальным веществом hi-float. Это позволяет уменьшить просачивание газа, за счет его текучести, через стенки шарика.

Какой вес может поднять шарик?

Грузоподъёмность воздушного шарика зависит от размера изделия и количества гелия. Путем эксперимента было выяснено, что 1 кубический метр гелия способен поднять 1 кг веса. Поэтому, если брать латексный шарик диаметром 25 см, то можно поднять груз весом 3-4 грамма. Фольгированный шар такого же диаметра сможет поднять до 5 грамм веса. Для того, чтобы поднять печеньку весом в 15 грамм, потребуется 3-4 шарика с гелием.

Соответственно, если требуется поднять более тяжелый вес, потребуется большее количество шариков. К примеру, для поднятия хризантемы весом в 70 грамм потребуется 17-20 гелиевых шаров, а, чтобы поднять плюшевого медведя в 200 грамм необходимо уже полсотни шариков!

Данные расчеты верны без учета внешних факторов, таких как температура или влажность воздуха. На улице на грузоподъёмность шарика могут влиять атмосферное давление, которое с высотой меняется, ультрафиолетовое излучение от солнечных лучей, ветер и иные погодные и природные условия.

Можно ли с помощью шаров с гелием поднять в воздух человека?

Мы уже поняли, что гелиевые шарики могут понять воздух небольшой груз или мягкую игрушку, в зависимости от своего количества. Но получится ли с помощью гелиевых шаров поднять в воздух целого человека?

В совокупности, маленькие шары, наполненные гелием, имеют большую массу, что уменьшает их грузоподъёмность. Чтобы поднять человека над землёй, потребуется большие воздушные шары, которые имеют диаметр около 1 метра. В таком случае, грузоподъёмность каждого шара будет составлять где-то 500 грамм. Если брать человека средним весом в 70 кг, то для его полета потребуется около 140 шаров с диаметром 1 метр! Это в теории. На практике может быть больше или меньше шаров, ведь стоит учитывать и разные природные и погодные условия.

Такие эксперименты уже проводились в реальности. К ним готовилась целая команда специалистов просчитывая всевозможные особенности и нюансы. Им удалось поднять человека весом 90 кг. Исследователям потребовалось 360 шаров с диаметром 1.2 метра. Чтобы наполнить столько шариков гелием, потребовалось 53 баллона с газом. А высота полета составила 5724 метра.

Если вы занимаетесь продажей шаров или только думаете, вот отличное предложение для Вас

Источник

Гелий, который закачивают в воздушные шарики – нетоксичный и невоспламеняемый газ, масса которого в 7 раз меньше массы воздуха. Вывод – он позволяет шарам летать, причем довольно долго: в среднем около 5-8 часов. Теоретически, именно гелиевые шары использовал бы Винни Пух в известном советском мультфильме или старик Чарльз в мультике «Вверх». Наверняка у вас возникал вопрос: можно ли повторить этот опыт в реальности и сколько нужно шариков, чтобы поднять человека в воздух? Давайте разберемся.

Сколько может поднять гелиевый шарик?

Гелием надувают классические латексные и фольгированные шары. Одинаково хорошо летают оба вида шариков, а отличия состоят не только во внешнем виде, но и в сроке полета. Гелий – текучий газ, способный просачиваться сквозь латексные стенки. Поэтому уже через несколько часов обычный шарик опустится. Фольгированный «проживет» намного дольше. Поэтому, теоретически, чтобы поднять человека надолго, лучше использовать фольгированные изделия, но для разового эксперимента подойдут и обычные.

Давайте разберемся, сколько поднимает гелиевый шарик среднего размера (это примерно 30 см). Учитывая, что один кубометр гелия поднимает 1 кг массы, подъемная сила одного шара составляет 3-4 г (фольгированный поднимает 5 г). Это средняя масса двух деталей от конструктора Lego. Проведите дома эксперимент и рассчитайте количество гелиевых шаров, нужных для поднятия разных предметов:

3-4 шарика нужно, чтобы поднять одну шоколадную конфету (ее масса колеблется в пределах 15 г.);
чтобы поднять в воздух 100-граммовую плитку шоколада, нужно (100/4) 25 шаров;
для поднятия средней мягкой игрушки (около 200 г.) понадобится 50 шаров.

Важно отметить: эти расчеты будут верны при домашних экспериментах, так как на улице добавляется много других факторов: сила ветра, атмосферное давление, температура и так далее. А теперь давайте рассчитаем, сколько шариков поднимет человека, и какие шары для этого использовать.

Вперед и вверх: расчет количества шаров для поднятия человека

Массу больше 1 кг лучше поднимать, используя большие шары, так как масса одного большого шара меньше, чем нескольких маленьких с аналогичным объемом гелия. Для расчета подъемной силы нужно использовать специальную формулу.

Чтобы не перегружать вас расчетами, давайте условно предположим, что у вас есть шары метрового диаметра. Их объем будет составлять чуть больше 0,5 кубометров. Можно считать, что один такой шар поднимет 0,5 кг массы. То есть, на один килограмм вашего веса нужно 2 метровых шара – с помощью простого умножения вы узнаете, сколько нужно шариков, чтобы поднять человека: вас или вашего ребенка. Но! Из этой массы нужно вычесть массу шара и веревки, за которую будет зацеплен летающий человек.

ЭТО ИНТЕРЕСНО. Россиянин Виталий Куликов, используя 800 обычных латексных шариков с гелием, поднялся на 5740 метров и установил мировой рекорд.

«Надуватели» помогут поэкспериментировать!

Проводить эксперименты с латексными шарами, наполненные гелием – весело, познавательно и интересно. Вы можете заказать любое количество шаров в компании «Надуватели»: мы доставим их, и вы сможете в домашних условиях попробовать поднять все, что угодно.

Источник

Полёт Виталия Куликова. Фото из архива полёта.

20 ноября 2004 года имя российского экстремала Виталия Куликова было занесено в Книгу рекордов Гиннесса. Ему удалось подняться на высоту 5 740 метров с помощью воздушных шариков. Предыдущий результат принадлежал англичанину Иэну Эшпоулу. Россиянин улучшил его на 2 километра.

Для полета Виталий использовал латексные шарики, наполненные гелием. Образование физика позволило ему сделать расчеты. Сначала он совершил пробный полет. Ему удалось на 360 шариках, наполненных водородом, подняться на высоту 400 метров и полетать в течение 25 минут. Второй полет состоялся через 2 месяца. В этот раз для полета были использовано 1200 шариков и 60 баллонов с гелием. Куликов пробыл в воздухе полтора часа и поднялся более, чем на пять километров.

Подготовка к полёту в суровых условиях. Помощники делают связки из 10-15 шариков. Большее количество сносит людей с ног. Фото из архива полёта.

Так сколько на самом деле нужно шариков, чтобы поднять человека в воздух? Для этого нужно учитывать следующие критерии:

1. Вес человека.

2. Газ для наполнения шариков (гелий или водород).

3. Планируемая продолжительность и высота полета.

Виталий Куликов – выпускник физмата МГУ – учел также погодные условия, в частности, температуру воздуха. Нужно учесть, что полетел он не на маленьких шариках, которыми украшают праздники и дарят на уличных ярмарках. При надувании его шары достигали диаметра 120 сантиметров.

Согласно составленной им таблицы, для подъема человека весом 70 кг на высоту 2 км потребуется 200 шариков. Чтобы подняться на высоту 4 км, нужно 300 шариков. Для встречи с Боингами на высоте 10 км потребуется связка из полутора тысяч шариков. Последний расчет имеет чисто теоретический характер. Так как на такой высоте латекс лопнет от холода.

Таким же образом можно рассчитать количество маленьких (обычных) шариков диаметром 25 сантиметров, наполненных гелием. Их подъемная сила намного меньше, чем у латексных. Один такой шарик способен поднять 10-12 граммовый груз. Одна тысяча шариков способна поднять 10 кг.

Большая связка шаров перед полётом. Фото их архива полёта Виталия Куликова.

Для подъема в воздух человека весом 70 кг потребует 7 тысяч шариков. Желательно еще накинуть тысячу, чтобы точно преодолеть земное притяжение. Чтобы не только подняться, но и полетать, нужно взять по 20 шариков средних размеров (50-60 см в диаметре) на 1 килограмм веса. 12-ти дюймовых будет достаточно 80 штук на килограмм.

Подводя итог, можно сказать, что, чем больше шар в диаметре, тем больший груз он в состоянии поднять. Полутораметровый шар с гелием способен поднять 900 граммовый груз. Это значит, что для полета человека будет достаточно 90 таких огромных экземпляров.

Погодные условия вносят серьёзные корректировки в полёт на воздушных шариках. Фото из архива полёта Виталия Куликова.

Чтобы понять реальную грузоподъемность, можно провести эксперимент с поднятием какого-нибудь груза с заранее известным весом. Может получиться так, что для того, чтобы поднять мягкую игрушку на третий этаж, понадобится 50-60 шариков.

Стоит также помнить о том, что на обычной связке человек может и не взлететь. Нужно продумать модель шариколета, как это уже делали во время своих экспериментов Виталий Куликов и Иэн Эшпоул. Конструкция должна обязательно иметь основу и несколько карабинов для крепления шариков.

Источник

авторы: Надежда Олеговна Филатова , учитель физики, Томская область

Какой полезный груз может поднять шар Победитель конкурса

Разработки уроков (конспекты уроков)

Линия УМК А. В. Перышкина. Физика (7-9)

Физика

Внимание! Администрация сайта rosuchebnik.ru не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

Урок идет после изучения темы «Сила Архимеда» и является уроком закрепления и применения изученного материала. Для проведения урока понадобятся воздушные шары (разных размеров), наполненные гелием. По одному шару на группу из 2-3 человек.

Основными этапами урока являются: 1. Мотивация исследовательской деятельности. 2. Формулирование проблемы и темы урока. 3. Выдвижение гипотез. 4. Сбор, систематизация и анализ фактического материала. 5. Проверка гипотез. 6. Выводы.

В качестве мотивирующей задачи использован фрагмент из м/ф «Винни Пух и все-все-все».
После просмотра фрагмента м/ф звучит вопрос: «А может ли воздушный шарик поднять медведя и сколько на самом деле нужно воздушных шариков Винни Пуху, чтобы он смог взлететь?».
На данном уроке учащиеся в большей степени предполагают, сколько сможет поднять один воздушный шарик. Каждая группа самостоятельно в тетради записывает свою гипотезу (-ы).
Для того чтобы ответить на поставленный вопрос и проверить гипотезу необходимо провести эксперимент по измерению грузоподъемности воздушного шарика. Определяем, что нам для этого необходимо.
Для того чтобы определить, какой груз может поднять воздушный шар, надо знать его подъемную силу. Ученики делают в тетрадях схематический рисунок с расстановкой сил, действующих на шар. Подъемная сила воздушного шара равна разности между архимедовой силой и действующей на шар силой тяжести.
Записывают выражение для нахождения подъемной силы и архимедовой силы. Формулу для нахождения объема шара записывает учитель на доске.
Радиус находим из длины окружности (замеряется с помощью нити и линейки).
Для нахождения силы тяжести учащиеся привязывают к шарику небольшие корзинки (от киндер сюрприза). Находят максимальную массу груза, которую может поднять шарик, подкладывая в корзинку кусочки пластилина. Взвешивают корзинку и рассчитывают силу тяжести, действующую на шар.
Для наиболее продвинутых учеников можно предложить дополнительные задания. Например, при расчете грузоподъемности учесть массу оболочки шара и массу газа (гелия).
Последнее, что остается сделать, это ответить на вопрос, поставленный в начале. Для этого на столе учителя лежит мягкая игрушка – медведь. Ученики выясняют, сколько нужно шариков (для каждой группы свой результат, т.к. шарики разные по размеру), чтобы поднять этого медведя.
Подводя итоги урока, можно сказать, что плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Поэтому по мере поднятия воздушного шара действующая на него архимедова сила становится меньше. После того, как архимедова сила достигнет значения, равного силе тяжести, подъем воздушного шара прекратится. А путешественники на воздушных шарах, чтобы подняться еще выше, с шара сбрасывают балласт. При этом сила тяжести уменьшается, и выталкивающая сила опять оказывается вновь большей. Для того, чтобы опуститься на землю, выталкивающую силу надо уменьшить. Для этого можно уменьшить объем шара. В верхней части оболочки шара имеется специальный выпускной клапан, через который можно выпустить часть газа. После этого шар начнет опускаться вниз.

В качестве домашнего задания ученикам можно предложить также исследовательское задание. Например, в некоторых мультфильмах надувшийся человечек всплывает в воздух. И тогда заданием будет, рассчитать каким должен стать объем тела человека, чтобы при массе 50 кг, он мог бы всплыть в воздух? Плотность воздуха = 1,3 кг/м3. Считайте, что при надувании масса тела не увеличивается. А если учесть увеличение массы за счет втягиваемого воздуха, то изменится ли ответ? Или вот такие «воздушные» задачи:

В атмосфере какой планеты будет подниматься воздушный шар, наполненный воздухом?
Можно ли на Луне для передвижения космонавтов пользоваться воздушными шарами?
Две одинаковые по весу оболочки воздушного шара, сделанные одна из тонкой резины, а другая из прорезиненной ткани, наполнены одинаковым количеством водорода (водород из шаров выходить не может). Какой шар поднимется выше?

Ссылка на видеоролик: https://drive.google.com/open?id=0B0wza1rxZv5yVVNDSHRRdzltb2c

Надежда Олеговна Филатова

учитель физики, Томская область

Хотите сохранить материал на будущее? Отправьте себе на почту

Источник