Balon Udara
Balon udara dapat terangkat berdasarkan prinsip ilmiah dasar,
udara yang lebih panas akan menaik di atas udara yang lebih dingin.
Sederhananya, udara panas lebih ringan dari udara dingin karena masa
udara perunit volumenya lebih sedikit. Satu kubik kaki udara yang
dipanaskan dapat mengangkat 7 gram benda, tidak banyak memang, karena
itulah balon udara yang dipanaskan berukuran sangat besar. Untuk
mengangkat 450 kg beban dibutuhkan 65 000 kubik gas hidrogen.
Semua partikel udara di atmosfer ditarik oleh gaya gravitasi ke
bawah. Tapi tekanan di udara menciptakan gaya ke atas yang bekerja
berlawanan dengan gravitasi. Kumpulan udara membangun keseimbangan gaya
gravitasi,
dimana pada titik ini gravitasi tidak cukup kuat untuk menarik ke bawah
sejumlah besar partikel. Tingkat tekanan ini adalah tertinggi pada
permukaan bumi dimana udara pada tingkat ini dapat menahan beban diudara
diatasnya, jika lebih berat berarti lebih besar gaya gravitasi ke
bawah. Ketika Anda bergerak ke atas atmosfer lebih tinggi lagi , massa
udara semakin kurang, dan sehingga menyeimbangkan tekanan berkurang.
Inilah sebabnya mengapa terjadi penurunan tekanan udara semakin naiknya
ketinggian. Perbedaan tekanan udara menyebabkan gaya apung ke atas di
udara di sekitar kita. Pada dasarnya, tekanan udara di bawah benda lebih
besar daripada diatasnya, sehingga mendorong udara keatas lebih besar
dibanding ke bawah. Tapi gaya apung ini adalah lemah dibandingkan dengan
gaya gravitasi, hanya sekuat berat udara yang dipindahkan oleh suatu
benda. Jelas, sebagian besar benda padat apa pun akan menjadi lebih
berat daripada udara yang dipindahkan, sehingga gaya apung tidak
bergerak sama sekali. Gaya apung hanya dapat memindahkan hal-hal yang
lebih ringan daripada udara di sekitar mereka.
Untuk membuat benda mengapung di udara, maka harus lebih ringan
daripada volume yang sama udara di sekitarnya, yaitu dengan mengisi
balon dengan udara yang tidak terlalu padat daripada udara sekitarnya.
Karena udara dalam balon memiliki kurang massa per unit volume daripada
udara di atmosfer yang membuatnya lebih ringan sehingga gaya apung akan
mengangkat balon ke atas. Tetapi sekali lagi, lebih sedikit partikel per
volume udara artinya tekanan udara lebih rendah, sehingga tekanan udara
sekitar akan menekan balon udara sampai kepadatan di dalamnya sama
dengan kepadatan udara di luar.
Ada lebih sedikit partikel udara per satuan volume di dalam balon,
tetapi karena partikel-partikel tersebut bergerak lebih cepat, dalam dan
luar tekanan udara yang sama.
Dengan asumsi bahwa udara di balon dan udara di luar balon ada di
bawah kondisi yang persis sama. Maka, jika kita mengubah kondisi udara
di dalam balon, kita dapat mengurangi kepadatan, sekaligus menjaga
tekanan udara yang sama. Kekuatan tekanan udara pada objek tergantung
pada seberapa sering berbenturan dengan partikel-partikel udara objek,
serta gaya masing-masing tabrakan. Kita melihat bahwa secara keseluruhan
kita dapat meningkatkan tekanan dalam dua cara:
- Meningkatkan jumlah partikel udara sehingga ada sejumlah besar partikel berdampak atas luas permukaan tertentu.
- Meningkatkan kecepatan partikel sehingga partikel menghantam daerah
lebih sering dan setiap partikel bertabrakan dengan kekuatan yang lebih
besar.
Jadi, untuk menurunkan kerapatan udara dalam balon tanpa kehilangan
tekanan udara, Anda hanya perlu meningkatkan kecepatan partikel udara.
Anda dapat melakukannya dengan mudah dengan pemanasan udara. Partikel
udara menyerap energi panas dan menjadi lebih bereaksi. Hal ini membuat
mereka bergerak lebih cepat, yang berarti mereka bertabrakan dengan
permukaan lebih sering, dan dengan kekuatan yang lebih besar.
Udara panas memberi tekanan udara yang lebih besar per partikel
daripada udara dingin. Jadi naiknya balon udara ke atas adalah karena
balon tersebut dipenuhi dengan panas, udara menjadi kurang padat dan
dikelilingi oleh udara lebih dingin namun lebih padat.
Cara kerja balon udara sangat sederhana yaitu dengan cara memanaskan
udara atau memasukan gas di dalam balon agar lebih panas dari udara di luarnya sehingga
balon udara mengembang dan dapat naik (terbang). Udara yang lebih panas
akan lebih ringan karena masa per unit volumenya lebih sedikit.
Untuk dapat terbang.Gas hidrogen ini akan terperangkap di dalam ruangan sehingga balon
udara pun akan mengembang dan bergerak naik di dorong oleh udara yang
bertekanan lebih kuat.
Berikut salah satu balon udara yang sudah kami produksi.
Balon Kotak
Balon Bulat
Balon Oval
