FYSIKbasen.dk - Den danske database for pædagogiske undervisningsforsøg til fysiklærere
Forside Nyheder Forsøg Om siden Kontakt English
Gå en side tilbageUdskriv dette forsøgForetag ny søgning

rød pilKnappenål i ballon

Forsøg nr.: 97
Formål: At demonstrere overfladespænding og egenskaber ved balloner.
Resume: En knappenål sættes i en oppustet ballon, uden at den sprænger.
Nøgleord: Kræfter, overfladespænding, tryk.

Beskrivelse:

Hvis man tager en nål og stikker den ind i en ballon, vil denne normalt sprænge. Det er dog muligt under visse omstændigheder at stikke nålen ind, uden at ballonen sprænger. Det kræver blot at man stikker nålen meget forsigtigt ind enten helt nede ved ballonens ventil eller helt oppe i den modsatte ende.

En nål kan stikkes i en ballon uden at den sprænger
En nål kan stikkes i en ballon uden at den sprænger. Det kræver blot, at man stikker nålen meget forsigtigt ind nær ballonens ventil eller i toppen af ballonen. Begge steder er ballongummiet nemlig ikke ret udspændt.

Dette skyldes, at en almindelig ballon netop disse to steder har meget mindre overfladespænding, og det er dermed muligt at presse nålen ind igennem ballongummiets lange molekyler, uden at disse går i stykker. Man kan faktisk se på ballonen, at ballongummiet i toppen og bunden er lidt mørkere i farven end resten af ballonen. Det er netop fordi, væggen her er tykkere og spændingen mindre end i resten af ballonen.

En nål er sat ind i en ballon uden at den sprænger
En nål er sat ind i toppen af en ballon uden at den sprænger.

Det kan eventuelt være en fordel at puste ballonen helt op for så at lukke en smule luft ud igen. Dermed bliver ballongummiet strakt lidt, hvilket mindsker spændingen i det.

Med lidt øvelse kan man faktisk stikke en strikkepind hele vejen igennem ballonen fra top til bund! Strikkepinden skal være meget spids, og det kan desuden være en fordel at smøre den lidt med vaseline eller olie, så den ikke river hul i ballongummiet. Man kan eventuelt starte med at prikke hul med en spids nål, som så trækkes ud igen. Strikkepinden føres efterfølgende igennem hullet. På billedet er der anvendt et grillspyd af træ, som er smurt med lidt olie. Der er først prikket hul i ballonen med en nål, før spyddet blev ført igennem:

Et træspyd stukket igennem en ballon uden at denne sprænger
Et træspyd er stukket helt igennem en ballon uden at denne sprænger.

Nærbillede af træspyd i ballon
Nærbillede af træspyddet, der går ind og ud af ballonen.

Når nålen stikkes ind i ballonen, kan man med fordel klemme lidt sammen om ballonen, så ballongummiet er fuldstændigt slapt. Se filmen i referencerne.

Man kan for øvrigt også gennemføre forsøget ved at sætte et lille stykke gennemsigtigt tape på ballonen. Hvis nålen stikkes ind i ballonen gennem tapen, vil tapen holde sammen på den tynde ballonvæg, så den ikke går i stykker.

En anden måde at udføre forsøget på er ved at sætte en tynd, klar fiskeline igennem ballonen. Under ballonen hænger man så et tungt lod. Mellem ballonen og loddet binder man en tydelig, tyk snor. På afstand kan det være svært at se den fiskesnøre, som loddet i virkeligheden hænger i (specielt hvis baggrunden er hvid), og man har derfor lavet en illusion af, at ballonen svæver frit i luften med et tungt lod hængende under sig:

Et lod er ophængt i en fiskesnøre, der går igennem en ballon
Et lod er ophængt i en fiskesnøre, der går igennem en ballon. Billedet er taget på Østrigs stand under Korean Science Festival i Daejeon, Sydkorea, i august 2005.

På billedet er noget af luften allerede sivet ud af ballonen. Ser man øverst oppe (på den mørke baggrund), kan man på billedet godt se fiskesnøren.

Man kan faktisk sætte fiskesnøren på en meget tynd synål, som syes igennem ballonen før den pustes op. Hele forsøget kan så gøres klart, og ballonen pustes først op lige før, forsøget skal præsenteres for publikum.

Udstyr og materialer:

grøn pil Balloner
grøn pil Nål

Referencer:

grøn pilQuick Time film af nål der sættes i en ballon (1,92 MB).

PIRA DCS: 2A10.00 (Væskemekanik: Overfladespænding) Hvad er PIRA DCS?

Opdateret: 06.09.2005