Als ik een worstvormige ballon opblaas, verwacht ik dat hij regelmatig over de hele lengte dikker wordt. In plaats daarvan ontstaat er ergens een dikke bobbel die zich geleidelijk uitbreidt. Hoe komt dat?

Dit komt door een combinatie van een natuurkundewet en de eigenschappen van rubber. Eerst de natuurkunde. Bij het opblazen is het eerste begin moeilijk. Probeer je, om dat te begrijpen, de ballon voor te stellen als twee helften die door de luchtdruk uit elkaar moeten worden geduwd, tegen de elasticiteit van het rubber in. De kracht die daarvoor nodig is, is druk maal oppervlak. Het oppervlak is dan nog erg klein, dus moet de druk erg hoog zijn om het voor elkaar te krijgen. De ballon helpt nu een handje door op de zwakste plek te gaan uitbollen, zodat op die plaats een groter oppervlak ontstaat en dus een lagere druk voldoende is. Bij verder opblazen breidt die plek zich uit in de lengterichting van de ballon: het oppervlak blijft groot en het opblazen blijft gemakkelijk. Pas als de hele ‘worst’ dik is, gaat het opblazen weer moeilijk.

Lees ook:

• Welke dikte krijgt papier dat je vijftig keer vouwt?
• Kun je met een platte munt Nederland bedekken?

Nu het rubber van de ballon. Dat bestaat uit lange polymeerketens die kriskras door elkaar liggen, ongeveer zoals spaghetti. Door het uitrekken van de ‘kluwen spaghetti’ gaan de ketens steeds meer netjes naast elkaar liggen. Bij dit proces neemt de kracht voor het uitrekken nauwelijks toe. Pas als die lange ketens helemaal parallel liggen, is de rek er – letterlijk – uit. Dan wordt het moeilijk om de ballon nóg dikker te krijgen. Als we het per se willen, kan dat. Maar dan moeten we niet schrikken van de knal.

Deze vraag kon je vinden in het zomernummer van KIJK.

Ook een vraag voor de rubriek ‘KIJK antwoordt’? Mail hem naar [email protected]. 

Tekst: Jo Hermans

Beeld: iStock/Getty Images

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!