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Thecaseoftheoscillatingparty
The case of the oscillating party balloon: A simple toy experiment
requiring a not-so-simple interpretation
Amnon Yariv
Department of Applied Physics, California Institute of Technology, Pasadena, California 91125
Jacob Scheuera
School of Electrical Engineering, Tel-Aviv University, Ramat-Aviv, Tel-Aviv, Israel 69978
Bruno Crosignani and Paolo Di Porto
Dipartimento di Fisica, Universita’ dell’Aquila, L‘Aquila, Italy and Research Center Soft INFM-CNR
c/o Universita’ di Roma, “La Sapienza,” Rome, Italy
Received 29 November 2006; accepted 30 March 2007
The intriguing midair oscillations of a party balloon, which occur once its buoyancy is no longer
capable of keeping it against the ceiling, is shown to require a rather sophisticated explanation in
terms of variable-mass dynamics. The ubiquity of this phenomenon, the accessibility of its actual
observation, and the subtlety of its analytic description provide a good opportunity for an interesting
zero-cost classroom demonstration. © 2007 American Association of Physics Teachers.
DOI: 10.1119/1.2733684
I. INTRODUCTION Even though lighter-than-air balloons have been around
for a long time, this particular kind of problem seems to have
Under usual circumstances, metallic party balloons do not been almost completely overlooked. The dynamics of a
offer an occasion for any profound thought about their be- balloon-payload system was studied in Ref. 1, and the oscil-
havior. They move, under the combined influence of gravity lations of a gas balloon due to temperature gradients were
and Archimedes’ force, toward the c
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