إذا قمت بمضاعفة نصف قطر البالون، فإنك تزيد الحجم بمقدار ثمانية أضعاف (نظرًا لأن الحجم يتناسب مع نصف القطر المكعب). ولكن ماذا عن المادة الموجودة على السطح الخارجي للبالون؟ لنفترض أنني أريد أن أجعل كل شيء عادلاً وأقوم بزيادة سمك المادة بعامل اثنين للبالون الأكبر. وبما أن هذه المادة تغطي فقط مساحة سطح البالون، فإن مساحته ستزداد بمقدار أربعة أضعاف. إذا قمت بتضمين السمك المزدوج، فإن مادة البالون الأكبر لديها أيضًا كتلة تبلغ ثمانية أضعاف كتلة البالون الأصغر.
لكن في مرحلة ما، لن تحتاج إلى الاستمرار في صنع جلود بالون أكثر سمكًا وأكثر سمكًا. يمكنني الحصول على بعض المواد (على سبيل المثال المطاط) التي تكون قوية جدًا بسمك ملليمتر واحد فقط. هذا يعني أنني إذا قمت بزيادة نصف قطر البالون بمقدار 10 مرات، فإن الحجم سيزيد بمقدار 1000 ولكن ربما تزيد كتلة القشرة بمقدار 100 فقط. الحجم مهم لأنه من هنا أحصل على قوة الطفو.
الآن دعنا نذهب في الاتجاه الآخر. دعونا نصنع بالونًا للنمل. إذا قمت بتقليل نصف قطر بالون الحفلة العادي بمقدار 100 مرة (في الحقيقة يجب أن يكون أصغر من ذلك)، فإن سمك القشرة يجب أن ينخفض أيضًا بمقدار 100. هذه البالونات رفيعة جدًا بالفعل. قلل كثيرًا ولن يكون لديك هيكل قادر على تثبيت البالون معًا. قم بزيادة السُمك قليلاً وستصبح الكتلة أعلى من أن تطفو. عذرًا، لا توجد بالونات استعراضية للنمل.
البالونات الأكبر حجمًا أكثر صعوبة
ياي! لدي بالون عملاق وهو يطفو. ماذا يمكن أن يكون أكثر روعة؟ بالتأكيد، سأحتاج إلى مجموعة من الأشخاص لتثبيته (مع سيارتين)، لكنه لا يزال بالونًا عملاقًا. لكن انتظر. لا تزال البالونات العملاقة تواجه مشاكل. إن تكبير الأشياء قد يجعل من السهل أن تطفو ولكنها تضيف مشكلات أخرى.
المشكلة الأولى هي الرياح. من المؤكد أن النسيم الذي يحدث على بالونك الصغير الذي تحمله بيدك أمر مزعج. ولكن ماذا يحدث عند زيادة حجم البالون؟ تتناسب هذه القوة التي تدفع البالون طرديًا مع مساحة مقطعه. إذا قمت بمضاعفة نصف قطر البالون، فإنك تزيد هذه المساحة بمقدار أربعة أضعاف، مما يعطي أربعة أضعاف القوة الجوية.