Come vola una mongolfiera?

Come vola una mongolfiera?

Episodio 8

domenica 14/01/18 09:27 - ultimo aggiornamento: giovedì 11/01/18 09:43

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Dirigibili, aerostati e mongolfiere sono tutti palloni che vengono gonfiati con un gas più leggero dell’aria, questo gli permette di avere una spinta verso l’alto che li fa galleggiare e volare. Le mongolfiere usano aria calda, mentre i palloni aerostatici gas più leggeri dell’aria, come l’elio. Questi palloni galleggiano grazie alla spinta di Archimede, secondo la quale ogni corpo immerso in un fluido (l’aria è un fluido) riceve una spinta verso l’alto pari al peso del volume del fluido spostato. Affinché un oggetto galleggi è necessario che la sua densità (cioè il rapporto fra la massa e il volume) sia inferiore a quella del fluido in cui è immerso. La mongolfiera galleggia perché l’aria dentro il pallone è riscaldata e l’aria calda che occupa più spazio ha una densità inferiore rispetto all’aria esterna che ha una temperatura più bassa. Proviamo dunque a usare l’aria calda per volare!

 

Esperimento di Margot (supervisione di un adulto!)

Occorrente
Bustina del tè, piatto, accendigas o fiammifero, forbici

Come si fa
Prendete una bustina del tè, apritela e togliete il contenuto. Con la carta della bustina create un cilindro aperto alle estremità. Mettetelo in verticale su un piatto. Date fuoco all’estremità superiore. Quando la carta sarà quasi bruciata del tutto, vedrete che si alzerà per poi ridiscendere lentamente man mano che si raffredda. Il fuoco riscalda l’aria all’interno e sopra il cilindro; le molecole di aria calda si muovono più velocemente e occupano più spazio. Come detto, l’aria calda è meno densa dell’aria fredda esterna al cilindro, è più ‘leggera’ e sale, mentre quella fredda va a occupare lo spazio liberato. Si crea così una corrente, un moto ‘convettivo’, che contribuisce, insieme alla spinta di Archimede, a sollevare e far volare la nostra mongolfiera.

 

Curiosità

I record delle mongolfiere
Come il personaggio di Jules Verne, Phileas Fogg che nel romanzo Il giro del mondo in 80 giorni, per vincere una scommessa, fa il giro del mondo a bordo di una mongolfiera, il miliardario americano Steve Fossett è riuscito nel 2002, al sesto tentativo, a effettuare il giro del mondo in solitaria, con la sua mongolfiera Spirit of freedom, un veicolo ipertecnologico alto quasi 50 m e largo 20, impresa che ha compiuto in poco più di 13 giorni.

Chi ha inventato la mongolfiera?
I fratelli Montgolfier, Jacques-Étienne e Joseph-Michel Montgolfier, di professione cartai, sono considerati i padri dell’aeronautica. Osservando come i fogli di carta si sollevano per effetto dell’aria calda, intuirono che anche un pallone pieno di aria calda si sarebbe alzato in volo. Così nel 1782, costruirono la prima mongolfiera con un cubo di seta che si sollevò fino al soffitto. Nel 1783 il loro pallone aerostatico raggiunse quasi i 2'000 m.

Volare con l’energia del Sole?
Oggi, il volo è alla portata di tutti, ma si continua a sognare grandi imprese, come nel caso del progetto svizzero Solar Impulse. Dopo aver compiuto, nel 1999, il giro del mondo in pallone senza scalo, insieme al britannico Brian Jones, Bertrand Piccard, figlio d’arte (il padre era l’esploratore Jacques) ha realizzato un nuovo sogno grazie al progetto Solar Impulse. Partito il 9 marzo del 2015 da Abu Dhabi, il velivolo a propulsione solare ha percorso oltre 42'000 km in 17 tappe. Il viaggio doveva durare cinque mesi, per 25 giorni di volo effettivo. L’aereo svizzero, nel 2016 atterrò senza problemi, dopo 16 mesi ad Abu Dhabi, realizzando così il giro del mondo solo con energia solare. Costruito in Svizzera, l’aereo in fibra di carbonio ha un’apertura alare di 72 metri, più grande di quella di un Boeing 747, per 2300 kg, come un’auto di grossa cilindrata, contro le 180 tonnellate di un Jumbo. Sulle ali ci sono più di 17'000 celle fotovoltaiche in silicio, che riforniscono quattro motori elettrici e caricano oltre 630 kg di batterie al litio. È stato il primo aereo solare in grado di volare giorno e notte a velocità medie comprese fra i 50 ed i 90 Km/h.

Storie: Caronavirus

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