Järelvaadatav: valge ilmapall hõljus Ahhaa eksperimendi raames 90 meetri kõrguse korstna kohal poolteist minutit

Neljapäeva õhtul sai Tartus kaasa elada Bernoulli printsiibi maailma kõigi aegade suurimale eksperimendile, kui Turu tänava vana keskkatlamaja korstna kohale pandi hõljuma umbes viiemeetrise läbimõõduga pall. Ahhaa teaduskeskuse korraldatud katse oli ühtlasi sümboolne avalöök tänavuse Teadlaste Öö festivali eksperimentide osale, mille käigus tehakse üle Eesti kärtsu ja mürtsu, ning mõistagi – ja see on ka kõige tähtsam – saadakse rohkem teada protsesside toimimisest.

Enne eksperimendi algust oli Ahhaa teaduskeskuse tagumisse parklasse kogunenud kenake hulk inimesi, kellele Ahhaa juht Andres Juur ja füüsikaõpetaja Tanel Liira eksperimendi ja Bernoulli printsiibi olemust selgitasid.

Kell 18.37 olid katlamaja korstna otsas toimetanud päästjad valmis ning valge ilmastikupall puhuti õhku täis. Samal ajal hakati kahe lumekahuri abil pumpama korstnasse õhku ning õige pea hõljuski pall korstna kohal!

Tõsi, sinna jäi ta vaid üheks minutiks ja kahekümneks sekundiks, sest enam kui 90 meetri kõrgusel puhunud tuul oli siiski nii tugev, et lükkas palli alla. Nii-öelda julgestusnööri abil katsuti pall tagasi korstna otsa saada, kuid paraku läks see üles tõmmates katki.

Kuigi pall hõljus korstna kohal õige napilt, kuulutasid Juur ja Liira katse kordaläinuks. Ühtlasi kutsusid nad kõiki Teadlaste Öö üritustele, mis toimuvad tänasest pühapäevani üle kogu Eesti.

Enne eksperimenti

Teadlaste Öö peakorraldaja Anna-Liisa Ingver rääkis, et kuna tänavuse festivali teema on «101 eksperimenti», asuti juba varakevadel Ahhaa teaduskeskuses selleks puhuks midagi tõeliselt suurejoonelist nuputama. Kui Ahhaa ekspositsioonijuht Mihkel Sild käis välja idee Tartu keskkatlamaja korstna kohal Bernoulli printsiibil hõljuvast pallist, leiti üheskoos, et kui see on teostatav, siis miks mitte proovida.

Bernoulli printsiip selgitab muuseas ka seda, miks lennukid õhus püsivad või miks võivad majakatused tormiga lendama hakata, kuid eksperimenti, kus 90 meetri kõrgusele pannakse hõljuma viiemeetrise läbimõõduga pall, pole varem teadaolevalt kusagil proovitud. Ahhaa on korstna otsas esimesed katsetused väiksema palliga ära teinud ning need lubavad arvata, et eksperiment õnnestub.

Katse sõltub tuulest

Ahhaa ootab huvilisi täna õhtul kella 18ks teaduskeskuse tagumisse parklasse. Väikeste katsetega selgitatakse lähemalt Bernoulli printsiibi põhimõtet ning eksperimendi olemust ja käiku kommenteerivad Tanel Liira Tõravere observatooriumist ning Andres Juur Ahhaast. Valge pall peaks korstna kohal nähtavale ilmuma umbes kella 18.30 paiku.

Mihkel Sild selgitas, et esmalt ronivad mööda korstna välisküljel asuvat redelit korstna otsa kaks päästeameti professionaalset nööripäästjat. Tippu jõuavad nad umbes kolmveerand tunniga, misjärel vinnavad nööride abil enda juurde ka kolm tühja palli ning nende täispumpamiseks tarviliku lehepuhuri.

Mitu palli võetakse kaasa seetõttu, et korstna tipus võib olla teravikke, mis palli ära lõhuvad – katsetamise ajal läkski paar palli seetõttu katki. Pallina kasutatakse niinimetatud ilmapalli, mille sisse pumbatakse üksnes õhku, sest vastasel korral poleks katse aus.

Kui korstna tipus toimetavatel päästjatel on pall täis pumbatud, hakatakse maapinnal korstna sisse omakorda õhku pumpama. Seda tehakse kahe ürituseks renditud lumekahuriga korstna külje sisse tehtud spetsiaalse ava kaudu.

Korstnast väljuv õhuvool peakski palli «taevas» hoidma. Eksperimendi võib nurjata vaid tugev tuul, kuid praegune ilmaprognoos lubab täna õhtul tuule kiiruseks umbes kaks meetrit sekundis ning sellega peaks pall kenasti paigal püsima. Katsetustel väiksema palliga on tuul puhunud isegi kuni kümme meetrit sekundis ning ka siis jäi pall korstna kohale hõljuma.

Ohtu pole

Kui ilm peaks ootamatul kombel liiga tuuliseks kiskuma, lükkab Ahhaa katse edasi. Sellest antakse kohe sotsiaalmeedia kanalite kaudu teada, kuid Ingveri sõnul üritatakse eksperiment Teadlaste Öö ajal mõnel muul päeval igal juhul ära teha.

Kui eksperiment peaks nurjuma ning hiigelpall õhuvoolus ei püsi ja korstna kohalt alla kukub, ei kujuta see Ingveri ja Silla sõnul endast mingit ohtu.

«Pall kaalub vaid kaks kilo ning suuruse tõttu on tema langemiskiirus väga väike, seega mingeid purustavaid tagajärgi selle allakukkumine ei põhjusta,» ütles Sild.

Ilmselt veereks pall lihtsalt mööda korstna külge alla ja läheks suure tõenäosusega enne maapinnale jõudmist katki. Autojuhtidel tuleb siiski valmis olla selleks, et teatud juhul võidakse Turu tänaval lühikeseks ajaks liiklus seisma panna.

Ingveri sõnul saab eksperimendile kaasa elada kõikjal, kus keskkatlamaja korsten kätte paistab. Parimad paigad, kus katset vaadelda, jäävad kesklinna, Karlovasse ja Annelinna Anne kanali poolsesse ossa.

Autojuhtidel soovitab ta ohutuse huvides roolis olles mitte liiga pikalt palli kiikama jääda, targem oleks sõiduk ära parkida ja siis palli hõljumist rahulikult silmitseda.

BERNOULLI PRINTSIIP

• Avastas 1738. aastal Šveitsi matemaatik ja füüsik Daniel Bernoulli.
• Selle järgi on voolava gaasi või vedeliku rõhk suurem nendes piirkondades, kus kiirus on väiksem, ja väiksem seal, kus kiirus on suurem.
• Ahhaa eksperimendis tähendab see seda, et pall püsib õhuvoolu keskel, sest ääre poole liikudes takistaks pall sel küljel õhu voolamist ning aeglasemalt voolav õhk avaldaks palli küljele rohkem survet. Õhuvoolu keskel on rõhk palli külgedele võrdne ja pall tasakaalus.
• Ahhaa palli läbimõõt on umbes viis meetrit ja see pannakse hõljuma 90 meetri kõrguse korstna kohale, mille läbimõõt on maapinna lähedal 9,5 ja tipus 4,6 meetrit.