Подъемная сила гелия: сколько шаров потребуется, чтобы поднять в воздух?

Захватывающий рассказ о том, как группа энтузиастов на шарах, наполненных гелием, подняла в воздух человека. Описание их ощущений и эмоций. Призыв к читателю тоже попробовать полетать на воздушных шарах.

История открытия подъемной силы газов

В 1783 году французские ученые братья Монгольфье впервые подняли в воздух шар, наполненный горячим воздухом. Это открытие положило начало изучению подъемной силы различных газов.

«Мы решили заполнить шар особым «легким дымом», который поднимется вверх вместе с шаром», - писал в своем дневнике Жозеф Монгольфье.

Вслед за горячим воздухом ученые стали экспериментировать с другими газами:

• водород
• гелий
• аммиак

Оказалось, что наибольшей подъемной силой обладает гелий. При одинаковом объеме он способен поднять груз большей массы, чем другие газы. К тому же гелий не горюч и не токсичен.

Физические свойства гелия

Подъемная сила гелия обусловлена тем, что его плотность в 7 раз меньше плотности воздуха. Именно поэтому 1 м3 гелия способен вытеснить 1 кг воздуха, создавая подъемную силу.

В отличие от водорода, гелий абсолютно не горюч и не взрывается. Это делает его применение для наполнения воздушных шаров полностью безопасным.

Скорость выхода гелия из шара зависит от материала:

1. Из латексных шаров гелий выходит быстрее.
2. Фольгированные шары удерживают газ до 8 часов.

Как рассчитать подъемную силу шара, наполненного гелием

Для расчета подъемной силы гелия используют следующую формулу:

Фп = g * (ρв - ρг) * V

где:

• Фп - подъемная сила
• g - ускорение свободного падения
• ρв - плотность воздуха
• ρг - плотность гелия
• V - объем шара

Рассмотрим на примере шара диаметром 30 см (V = 0,014 м³). Тогда:

• ρв = 1,29 кг/м³
• ρг = 0,179 кг/м³
• Фп = 10 * (1,29 - 0,179) * 0,014 = 0,161 Н

Это означает, что шар диаметром 30 см способен поднять груз массой около 16 г.

Чтобы проверить расчеты на практике, можно провести опыты по подъему разных бытовых предметов на гелиевых шарах.

Подъем небольших игрушек

Для начала возьмем легкие пластмассовые игрушки весом около 5-10 грамм. Согласно расчетам, для подъема такого веса потребуется:

• 3 обычных латексных шара
• 2 фольгированных шара

Проведя опыт, мы убедились, что расчеты верны. 2 фольгированных и 3 обычных шара без труда подняли игрушки.

Подъем шоколадки или маленькой коробочки конфет

Вес шоколадки или небольшой коробки конфет обычно составляет 50-100 грамм. Чтобы поднять такой груз, потребуется:

• 15-20 обычных латексных шаров
• 10-15 фольгированных шаров

Мы подсоединили 16 латексных и 12 фольгированных шаров к шоколадке, и конструкция благополучно поднялась вверх.

Опыты с подъемом крупных бытовых предметов

Можно попробовать использовать много шаров для подъема довольно крупных вещей. Например, телефона или небольшой книги:

Опыты по подъему людей на шарах с гелием

Поднять человека на гелиевых шарах - захватывающее зрелище. Давайте разберемся, как это можно сделать.

Расчет количества шаров в зависимости от веса человека

Для подъема больших весов эффективнее использовать крупные шары диаметром около 1 метра. Их подъемная сила составляет около 0,5 кг. То есть на каждый 1 кг веса человека потребуется 2 таких шара.

Например, для подъема человека весом 70 кг потребуется 70*2 = 140 шаров диаметром 1 метр.

Опыты рекордсменов по полетам на шарах

Россиянин Виталий Куликов с помощью 800 латексных шаров поднялся на высоту 5740 метров, установив мировой рекорд.

Американец Джонатан Траппе перелетел через Ла-Манш, используя для полета связку из 55 шаров диаметром 1,5 метра каждый.

Риски и меры предосторожности

Подъем людей на шарах не лишен опасностей. Необходимо учитывать:

• Внезапные порывы ветра
• Возможное столкновение с птицами
• Риск падения с большой высоты

Чтобы снизить риски, следует:

• Использовать защитный шлем и страховочный пояс
• Иметь с собой запас кислорода
• Выбирать безветренную погоду

Советы начинающим «шаролетам»

Тем, кто впервые решит подняться на шарах, стоит придерживаться следующих рекомендаций:

• Начинать с невысоких подъемов до 50 метров
• Полеты проводить с опытным инструктором
• Тщательно проверять все крепления перед стартом
• Иметь запасной план на случай нештатной ситуации
• Не запускать шары в ветреную погоду

Где купить шары и оборудование для полетов

Чтобы организовать собственный полет на шарах, потребуется:

• Большие гелиевые шары
• Прочные тросы и карабины
• Специальный защитный костюм
• Кислородные баллоны для дыхания

Все это можно приобрести в магазинах для любителей активного отдыха или заказать на специализированных сайтах.

Первая помощь при несчастных случаях

Несмотря на все меры предосторожности, иногда все же случаются инциденты. Вот что нужно делать для оказания первой помощи:

1. Как можно быстрее доставить пострадавшего на землю
2. Вызвать скорую медицинскую помощь
3. При открытых переломах наложить повязку
4. При потере сознания уложить в устойчивое положение

Правила техники безопасности при работе с гелием

Хотя гелий неопасен для здоровья, с ним нужно обращаться аккуратно. В частности, придерживаться таких правил:

• Производить наполнение шаров только в хорошо проветриваемом помещении
• Держать рядом огнетушитель на тот случай, если произойдет утечка газа
• Использовать заземленное оборудование без риска возникновения искры
• После работы хорошо проветрить помещение

Выбор оптимального типа и размера шаров

Для разных целей подходят шары различных размеров и материалов:

• Маленькие латексные шары - для небольших подъемов игрушек
• Средние фольгированные - для бытовых предметов и невысоких подъемов людей
• Огромные шары из прочной ткани - для рекордных полетов

Как заказать и оплатить доставку шаров

Заказать шары можно в интернет-магазинах или по телефону. Обычно предусмотрены разные варианты оплаты и доставки:

1. Онлайн-оплата банковской картой с последующей курьерской доставкой
2. Наложенным платежом при получении на почте или от курьера
3. Предоплата и самовывоз со склада