Helyum Balonunun Ne Olduğunu Biliyor Musunuz?
Helyum balonlarında hepimizin dikkatini çeken bir durum var. Özellikle alışveriş merkezlerinde oldukça sık karşılaştığımız bu balonlar sürekli yukarıya doğru gitme eğilimi gösteriyorlar ve ipini saldığımız zaman gözden kayboluncaya kadar yükseliyorlar. Helyum balonlarının bu ilginç özelliğinin altında aslında oldukça aşina olduğumuz bir dizi basit fizik kuralı yer alıyor. Hepimiz suda yüzen nesneler görmeye alışığız. Kâğıttan yapılmış maket bir gemi ve tonlarca ağırlığa sahip bir yük gemisi… Her ikisi de batmadan suyun üzerinde kalabiliyor. Bu da suyun kaldırma kuvveti ile açıklanıyor.
Helyum Balonu Nasıl Uçar?
Helyum balonunun arkasında yatan basit ama açıklaması bir nebze zor olan fiziği anlamak için suyun kaldırma kuvvetini iyice kavramak gerekiyor. Elimizde kapağı kapalı, boş bir su şişesinin olduğunu ve ucunda da bir ipin bağlı olduğu hayal edelim. Havuzun 2 metre altına dalıp, ipi tutarak şişeyi serbest bıraktığımıza, şişenin hızla yukarı doğru çıkmak isteyeceğini az çok tahmin edebiliyoruz. Bunun nedeni, şişenin hacminin havuzdaki suyun hacminin bir kısmını işgal etmesi ve havuzun işgal edilen yeri geri almak isteyerek şişeye bir kuvvet uygulamasıdır. İşte bu kuvvet literatürde suyun kaldırma kuvveti olarak bilinir. Ancak bu durum öz kütlesi (birim hacimdeki madde miktarı) sudan daha ağır olan bir madde için geçerli değildir. Yani, bizim şişemiz hava ile değil de demir taneleri ile dolu olsaydı dibe batacaktı.
Helyum balonları da aynı prensip ile çalışıyor. Bu durumda yukarıda verdiğimiz örnekteki “havuz”, söz konusu helyum balonu olduğu zaman “hava boşluğu” olarak değişiyor. “İçi hava dolu şişemiz” ise, “içi helyum dolu bir balon” olarak değişiyor. Kısacası, suyun dibindeki bir şişenin yukarıya doğru hareket etmesi ile içi helyum dolu bir balonun yukarıya doğru hareket etmesi teorik olarak aynıdır. Bu durumda helyum balonunun uçması, havanın kaldırma kuvveti ile açıklanmış olur. Peki, havanın helyum balonuna etkisi nasıl gerçekleşir?
Bir İnsan Helyum Balonu ile Uçabilir Mi?
Bildiğimiz üzere atmosferimizi dolduran havanın %80’i azot gazından oluşur. 1 litre azot gazının ağırlığı yaklaşık olarak 1.250 gramdır. Aynı hacimdeki helyum gazının ağırlığı ise 0.17 gramdır. Bu da azot gazının helyum gazından yaklaşık olarak 7 kat daha ağır olduğu anlamına gelir. Bu nedenle öz kütlesi çok daha küçük olan helyum, kendisinden 7 kat daha ağır olan azot gazının içerisine bırakıldığı zaman hızla yukarıya doğru hareket etme eğilimi gösterir. Tıpkı havuzun dibine bırakılan, ağzı kapalı boş bir şişe gibi…
Peki, helyum balonlarının kapasitesi ne kadardır? Ya da herhangi bir nesneyi helyum balonlarını kullanarak bir noktadan başka bir noktaya taşımak için kaç tane balon gerekiyor? Mesela siz helyum balonu ile uçmak isterseniz bu mümkün olabilir mi? Mümkünse kaç tane balon gerekir? Helyum balonunun bir insanı uçurması teorik olarak mümkündür fakat pek güvenli değildir. Helyum balonu ile uçmayı hesaplamak için hesap.guru’nun helyum balonu ile uçmayı hesaplama aracını kullanabilirsiniz.
Kaynak: https://hesap.guru/helyum-balonu-ile-ucmak-nasil-mumkun
