ما الفيزياء الخفية وراء انفجار البالونات؟

ما الفيزياء الخفية وراء انفجار البالونات؟

إذا نظرنا حولنا بشغف فإننا سنكون قادرين على ايجاد علم مدهش وراء كل ظاهرة تقريباً، وانفجار البالونات ليس استثناءً!.

مدفوعين بصور انفجار بالونات، قام العالم الفرنسي سباستيان مولينيت بتقصي ما الذي يحدث بالضبط عندما ينفجر البالون، وذلك بالاستعانة بكاميرا رقمية سريعة، ومشرط حاد.

قام مولينيت ومساعده مختار آبا - بيدي بتحليل الطريقة التي ينفجر بها البالون اعتماداً على قوى الشد على سطح البالون؛ قوى الشد الناتجة عن مقدار انتفاخ البالون بالهواء. وجد الفريق أن الانفجار لا يعتمد فحسب على مقدار الضغط الناتج عن الهواء في الداخل فحسب، بل وعلى سماكة جدار البالون، ومقدار انحناء جداره والذي يحدد كيف سينفجر بعدها البالون وما الشكل الذي سيكون عليه بعد الانفجار.

بالون مملوء بالمــاء

إذا كان مقدار انتفاخ البالون قليلاً، فإنه عند انفجاره يصنع شقاً أو اثنين، لكن، في اللحظة التي يصل فيها البالون إلى حد العتبة من الانتفاخ Inflation Threshold ، فإن هناك شقوقاً متعددة تحدث في جدار البالون قد تصل إلى 40 شق.

يعتقد فريق البحث أنه كلما ازداد الضغط على البالون، فإن هذا يخزن المزيد من الطاقة المرونية فيه، مما يزيد من احتمال حدوث المزيد من الشقوق في جداره عند الانفجار وذلك لتفريغ الكم الهائل من الطاقة المخزنة فيه.

في التجربة التي قام بها فريق العلماء، فإنه وعند مستوى معين من الانتفاخ فإن البالون انفجر فيما يشبه شكل الاخطبوط  Octopus - like shape .

يعتقد العلماء أن فيزياء انفجار البالون يمكن تطبيقها على مواد هشة ومرنة أخرى مشابهة للبالونات، حيث ان عدد القطع الناتجة من الانفجار وعدد الشقوق التي تحدث لتنفيس الطاقة كلها تعتمد على سرعة تكوّن الشق الحرجة وانتشاره في المادة.

لمشاهدة الانفجار بالعرض البطيء اضغط هنا