กลไกอะไรทำให้ลูกโป่งแตก ? - Science Illustrated Thailand

ลูกโป่งแตกเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจนสังเกตเห็นรายละเอียดไม่ได้ด้วยตาเปล่า ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ 2 คน จากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์สถิติ (Laboratoire de Physique Statistique) ณ กรุงปารีส จึงได้สังเกตด้วยกล้องวิดีโอความเร็วสูง พวกเขาพบว่าลูกโป่งมีวิธีการแตกได้ 2 แบบ ความแตกต่างนี้ขึ้นอยู่กับแรงดึงในเนื้อยาง อันเกิดจากความดันอากาศในลูกโป่งกระทำต่อผิวของลูกโป่ง

การแตกแบบแรกเป็นการแตกของลูกโป่งที่ถูกจิ้มด้วยของแหลมคม เช่น เข็ม หรือใบมีด แรงดึงบริเวณที่ถูกจิ้มจะเพิ่มจนทำให้เกิดรูรั่ว อากาศในลูกโป่งก็จะทะลักออกมาตรงรูช่องทางออกที่เกิดขึ้นและฉีกลูกโป่งแยกออกเป็นแนวเส้นตรงผ่ากลางลูกโป่ง ส่วนในกรณีที่เราเป่าลมเข้าไปจนลูกโป่งพองลมมากเกินไป แรงดึงในเนื้อยางลูกโป่งสูงจนถึงจุดวิกฤติทั่วทั้งลูก ในที่สุดก็จะเกิดรูรั่วขึ้นตรงไหนสักจุด แต่รอยแยกจะไม่ฉีกเป็นแนวเส้นตรง เพราะผิวลูกโป่งมีแรงดึงเท่ากันทั้งลูก จะทำให้รอยแยกกระจายตัวด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของเสียงในเนื้อยาง รอยแยกจึงแผ่กระจายแยกออกไปเป็นกิ่งก้านเหมือนการแตกของกระจก เศษลูกโป่งที่แตกในลักษณะนี้จะเป็นเศษชิ้นเล็กชิ้นน้อยกระจายทั่วพื้น

Did You Know? ยิ่งความดันอากาศสูง แรงดันที่ผิวลูกโป่งก็ยิ่งสูงขึ้นด้วย

การแตกของลูกโป่งเกิดขึ้นใน 2 แบบ ปัจจัยที่เป็นตัวกำหนดคือแรงดึงในเนื้อยางของลูกโป่ง ณ ขณะนั้นๆ เมื่อแรงดึงเพิ่มสูงจนเกิดจุดวิกฤติ ก็จะเกิดรูรั่วบนผิวลูกโป่ง อากาศข้างในก็จะทะลักออกมาอย่างรวดเร็วและรุนแรง ทำให้ลูกโป่งฉีกแตกเสียงดัง

A (ลูกโป่งสีแดง)

หากลูกโป่งถูกจิ้มด้วยของแหลมคมก่อนที่แรงดึงจะถึงจุดวิกฤติ อากาศในลูกโป่งจะไหลดันออกมาผ่านทางรูที่เกิดขึ้น ทำให้ปากรูอ้ากว้างออกเป็นรอยแยกแนวเส้นตรงโดยมีรูรั่วเป็นศูนย์กลาง ลูกโป่งจึงขาดออกเป็นซีก

B (ลูกโป่งสีเขียว)

ในกรณีที่เป่าอัดลมเข้าไป อากาศในลูกโป่งจะไหลทะลักออกมาด้วยความเร็ว ทำให้เกิดรอยแยกบนผิวลูกโป่ง ที่แผ่กระจายออกไปเหมือนกระจกแตก เนื้อยางลูกโป่งจึงขาดกระจุยเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย

Related Post

กลไกอะไรทำให้ลูกโป่งแตก ?