Wenn ein luftgefüllter Ballon losgelassen wird, ohne dass seine Öffnung zugebunden ist, bewegt er sich eher auf einer Kreisbahn als auf einer geraden Linie. Warum ist das so?
Ein Freund schickte dies als seine Erklärung und es scheint mir ziemlich zufriedenstellend zu sein:
Damit ein Ballon in einer geraden Linie fliegen kann, müsste die Richtung des ausgestoßenen Luftstrahls mit dem Schwerpunkt des Ballons und seinem Widerstandszentrum übereinstimmen – dem Punkt, an dem die Kräfte, die der Vorwärtsbewegung des Ballons widerstehen, symmetrisch
sind Da zwei Zentren nicht zusammenfallen, sollte das Luftwiderstandszentrum hinter dem Massenmittelpunkt liegen, da sonst die Stabilität beeinträchtigt wird. Der Grund, warum Dartpfeile und Pfeile Flüge haben, besteht darin, die beiden Zentren in einer Linie zu halten und sicherzustellen, dass sich der Luftwiderstand auf der Rückseite des sich bewegenden Projektils befindet.
Wenn die Schublinie des Ballons nicht durch den Massenschwerpunkt verläuft (was fast sicher ist), sondern in demselben liegtEbene als Verbindungslinie zwischen Massenschwerpunkt und Luftwiderstand (was unwahrscheinlich ist), würde sich der Ballon in dieser Ebene im Kreis bewegen, obwohl die Schwerkraft ihn letztendlich auf den Boden zwingen wird, insbesondere wenn die Luft, die ihn vorwärts treibt, abläuft .
Da sich diese Linien jedoch im Allgemeinen nicht schneiden, kommt der Schub von der Öffnung des Ballons in einem Winkel zur Kreisebene und drückt den Ballon in die spiralförmige, schraubenartige Bewegung, die Sie bei der Durchführung des Experiments gesehen haben. Der Schub des Ballons und der Luftwiderstand gegen den Ballon heben sich in einer solchen Situation nicht auf, und daher wird ein Drehmoment ausgeübt.
Wenn Sie eine Pappröhre herstellen, stecken Sie diese in die Ballondüse und lassen Sie sie dann los. Sie werden feststellen, dass der Ballon in einer größtenteils geraden Linie verläuft. Es wird wahrscheinlich nicht genau gerade gehen, weil der Ballon wahrscheinlich nicht genau zylindersymmetrisch ist, aber es wird viel gerader gehen als ohne das Papprohr. Ich erinnere mich, dass ich das in der Grundschule gemacht habe, lange bevor ich überhaupt von Physik gehört, geschweige denn etwas gelernt hatte.
In Anbetracht dessen würde ich vermuten, dass der übliche unregelmäßige Flug darauf zurückzuführen ist, dass die Ballondüse flexibel und der Luftstrom durch sie turbulent ist, sodass sich die Ausrichtung der Düse zufällig ändert, wenn die Luft durch sie hindurchströmt.
twistor59
Lelouch Lamperouge