Demonstrációs fizika labor

5.16. Légpárnás jármű CD-ből, kupakból, lufiból

A kísérlet célja Házi.png

Egyszerű légpárnás jármű készítése.5.16a.png

Szükséges anyagok, eszközök

  • CD (későbbiekben nem használható)
  • Szelepes kupak italosflakonról
  • Folyékony ragasztó
  • Lufik
  • A4 méretű papírlapok
  • mérőszalag

Leírás

A kupakot a folyékony ragasztó segítségével ragasszuk a CD közepére, hogy a lukat légmentesen fedje. Várjunk, amíg megszárad a ragasztó. Fújjuk fel az egyik lufit, majd felfújt állapotban húzzuk rá a zárt kupakra. A szelep felhúzásával elkezd kifelé áramolni a levegő, s a légpárnás „járművünk” lebegni kezd!

  • Lebegési magasság becslése: Fújjuk a lufit többször nagyjából azonos méretűre, majd nyissuk kis a szelepet. A lebegő légpárnást óvatosan lökjük egy A4-es papírlapra. Ha ez gond nélkül sikerült, emeljük az egymásra rétegzett papírlapok számát addig, amíg a jármű a lapok szélén már fennakad. A papírlapok számának ismeretéből becsüljük a lebegés magasságát!
  • Lebegési idő: Fújjunk fel három lufit három különböző méretűre. A lufik átmérőjét leeresztés előtt mérjük meg mérőszalaggal. A szelep nyitása után mérjük a leeresztés idejét, s ábrázoljuk a lufi kerületének függvényében. Mit tapasztalunk?

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

  • Rajzoljuk fel a lebegés közben a lufira ható erőket!
  • Vajon hol nagyobb a levegő áramlási sebessége: a szelepen át, vagy a CD alatt?
  • Magyarázzuk meg miért stabilizálódik egy bizonyos magasságon a légpárnás járművünk lebegése (azaz miért nem emelkedik magasabbra, vagy süllyed mélyebbre)

Módszertani kiegészítések

  • Versenyt is rendezhetünk az osztályteremben: kinek a légpárnás járműve jut legmesszebbre egyetlen pöcköléssel? Ehhez érdemes figyelembe venni, hogy a túl nagyra fújt lufinak nagy a légellenállása, illetve az erősen megpöckölt lufi a tehetetlensége miatt lefekszik. A diákok feladata olyan jármű megalkotása és olyan indítási technika kidolgozása, mely ezeket a hatásokat kiküszöböli.
  • A kupakot kis gyakorlással ki tudjuk úgy nyitni, hogy csak egy kis résen tudjon a levegő szivárogni. Egy kis rés már elég, hogy a jármű elemelkedjen, és így sokáig fenn tud maradni a súrlódás nélküli mozgása.

5.16. Légpárnás jármű CD-ből, kupakból, lufiból

A kísérlet célja Házi.png

Egyszerű légpárnás jármű készítése.5.16a.png

Szükséges anyagok, eszközök

  • CD (későbbiekben nem használható)
  • Szelepes kupak italosflakonról
  • Folyékony ragasztó
  • Lufik
  • A4 méretű papírlapok
  • mérőszalag

Leírás

A kupakot a folyékony ragasztó segítségével ragasszuk a CD közepére, hogy a lukat légmentesen fedje. Várjunk, amíg megszárad a ragasztó. Fújjuk fel az egyik lufit, majd felfújt állapotban húzzuk rá a zárt kupakra. A szelep felhúzásával elkezd kifelé áramolni a levegő, s a légpárnás „járművünk” lebegni kezd!

  • Lebegési magasság becslése: Fújjuk a lufit többször nagyjából azonos méretűre, majd nyissuk kis a szelepet. A lebegő légpárnást óvatosan lökjük egy A4-es papírlapra. Ha ez gond nélkül sikerült, emeljük az egymásra rétegzett papírlapok számát addig, amíg a jármű a lapok szélén már fennakad. A papírlapok számának ismeretéből becsüljük a lebegés magasságát!
  • Lebegési idő: Fújjunk fel három lufit három különböző méretűre. A lufik átmérőjét leeresztés előtt mérjük meg mérőszalaggal. A szelep nyitása után mérjük a leeresztés idejét, s ábrázoljuk a lufi kerületének függvényében. Mit tapasztalunk?

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

  • Rajzoljuk fel a lebegés közben a lufira ható erőket!
  • Vajon hol nagyobb a levegő áramlási sebessége: a szelepen át, vagy a CD alatt?
  • Magyarázzuk meg miért stabilizálódik egy bizonyos magasságon a légpárnás járművünk lebegése (azaz miért nem emelkedik magasabbra, vagy süllyed mélyebbre)

Módszertani kiegészítések

  • Versenyt is rendezhetünk az osztályteremben: kinek a légpárnás járműve jut legmesszebbre egyetlen pöcköléssel? Ehhez érdemes figyelembe venni, hogy a túl nagyra fújt lufinak nagy a légellenállása, illetve az erősen megpöckölt lufi a tehetetlensége miatt lefekszik. A diákok feladata olyan jármű megalkotása és olyan indítási technika kidolgozása, mely ezeket a hatásokat kiküszöböli.
  • A kupakot kis gyakorlással ki tudjuk úgy nyitni, hogy csak egy kis résen tudjon a levegő szivárogni. Egy kis rés már elég, hogy a jármű elemelkedjen, és így sokáig fenn tud maradni a súrlódás nélküli mozgása.