בניסוי הזה נבנה דגם מוקטן של כדור פורח שמסוגל להתרומם לגובה של כמה מטרים באוויר. הניסוי מחייב השגחה של מבוגר!

ציוד

  • שקית אשפה גדולה וכמה שיותר דקה (אנחנו השתמשנו בשקית בגודל של 75*90 ס"מ)
  • כמה אטבי נייר משרדיים גדולים
  • כירת גז ניידת (גזייה), לחלופין אפשר להשתמש במכשיר לייבוש שיער (פֶן) ולהפעיל אותו בעוצמת חימום מקסימלית (ראו גם בתגובות)

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הערה: מומלץ להעיף את השקיות במקום סגור עם תקרה גבוהה (למשל אולם התעמלות) או במקום פתוח ביום חסר רוח.

 

הסבר

כשמדליקים את כירת הגז, תהליך השריפה שמתרחש משחרר לאוויר גזים חמים ומחמם גם את האוויר שמסביב. בגלל חוקי הגזים, הגזים החמים שנפלטים בתהליך השריפה צפופים פחות מהאוויר הרגיל והקר יותר שסובב אותם, כלומר הם שוקלים פחות לכל יחידת נפח. לכן פועלים עליהם כוחות ציפה שדוחפים אותם כלפי מעלה, בדיוק כמו מצוף מקלקר שעולה על פני המים אחרי שהטבענו אותו. מאותה סיבה, אם נסתכל היטב על להבות בוערות נראה שהאש תמיד זורמת כלפי מעלה.

כאמור, כתחליף לאש אפשר להשתמש כמקור לאוויר חם גם במכשיר לייבוש שיער (פן).

בניסוי הנוכחי אספנו את הגזים החמים והקלים בתוך שקית, עד שריכזנו כמות גדולה מספיק שלהם ליצירת כוח עילוי גדול. כוח העילוי הזה איפשר לשקית להתרומם באוויר יחד עם אטבי הנייר שהצמדנו לה כמשקולות.

אחרי שהשקית מתרוממת היא מתרחקת ממקור החום והאוויר שבתוכה מתקרר במהירות. ככל שהטמפרטורה שלו פוחתת גם הנפח שלו יורד, הצפיפות שלו עולה והשקית נופלת בחזרה.

בכדור פורח אמיתי, מקור האש נמצא כל הזמן מתחת ל'שק הבלון ומאפשר לטייס לשלוט בגובה המעוף של הבלון על ידי שינוי עוצמת האש ולכן שינוי חום האוויר הכלוא בבלון.

מעניין לציין

האחים ז'וזף-מישל וז'אק-אטיין מונגולפייה היו הראשונים שבנו כדור פורח המסוגל לשאת אדם, וביצעו את הטיסה הראשונה של כדור פורח מאויש עוד בשנת 1783 מעל העיר פריז בצרפת. אולם הסינים הקדימו אותם במאות שנים, כשיצרו כבר במאה השלישית לספירה פנסי תאורה מרחפים הבנויים משקיקי נייר דקים שבתחתיתם נר.  למעשה, עד היום עדיין משתמשים בפנסים האלה לבידור בימי חג בסין. אפשר להזמין מחו"ל פנסים סיניים כאלה, למשל מכאן).

ספינת אוויר היא שכלול נוסף של הכדור הפורח. במקום שתהיה מלאה באוויר חם, ספינת האוויר מלאה גזים קלים כמו הליום או מימן. כמו כן, בניגוד לכדור פורח, ספינת האוויר נעזרת גם במנגנון דחף שמאפשר לה להתקדם אנכית.

4 תגובות

  • אנונימי

    הסבר

    תוכל לפרט כיצד להכניס את האטבים

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    1:27 בסרט

    תנסה להתמקד בזמן 1:27 בסרט, ולראות את קטע ההכנסה כמה פעמים. כללית, לכל אטב יש שתי קצוות של התייל מהן הוא עשוי. לוקחים את אחד הקצוות, מפרידים טיפה משאר חלקי האטב (במעט כוח) ומחדירים / דוקרים איתו את השקית, כמו שמחדירים מחט תפירה לבד, כך שהוא יהיה שזור ותפוס בשקית. מומלץ להמשיך ולדחוף תוך כדי סיבוב את המשך האטב, כדי שהאטב ממש יהיה שזור בשקית - ולא יפול בקלות.

    בהצלחה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • רביב

    אפשר להשתמש במפזר חום במקום מבער?

    אפשר להשתמש במפזר חום במקום מבער?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כן

    כן אפשר, ברשימת הציוד בכתבה זה מוזכר. זה גם יותר בטיחותי.
    אגב, כדי 'להוכיח' שהשקית לא עפה מעוצמת הרוח של מפזר החום, אלא מהאוויר החם עצמו שבתוכה, מומלץ לכבות את מפזר החום מספר שניות לפני שעוזבים את השקית.

    אבי