Magdeburské polokoule

letectvo

Dne 8. května 1654 předvedl císař Ferdinand III. a jeho doprovod v německém Magdeburku velkolepý experiment, který navrhl a provedl starosta města, německý vědec von Glick. Několik rytin z té doby odráží tuto událost. Je to o magdeburské polokoule. Experiment spočíval ve snaze oddělit dvě kovové polokoule o průměru asi 50 centimetrů, spojené jednoduchým kontaktem, aby vytvořily utěsněnou kouli, a mimochodem odčerpat vzduch z koule pomocí vakuové pumpy podle svého vynálezu. Pro usnadnění utěsnění kovové polokoule nebo polokoulí je mezi kontaktní plochy umístěn kožený kroužek. Každá polokoule má několik smyček, kterými lze protáhnout lano nebo řetěz, aby bylo možné je přitáhnout na opačné strany.

V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o experimentu s magdeburskými hemisférami a jeho důležitosti.

Magdeburské polokoule

socha experimentu

Jde o zařízení určené k demonstraci existence vakua a atmosférického tlaku. Skládá se ze dvou dutých polokoulí, a pokud jsou vzájemně spojeny a vzduch uvnitř je nasáván, vznikne vnitřní vakuum. Za těchto podmínek atmosféra vyvíjí tlak na vnější povrch, což velmi ztěžuje oddělení úlomků. Ve skutečnosti musely být velmi pevné, protože jakmile by byl vnitřek evakuován, byl by schopen je roztrhnout při atmosférickém tlaku.

Tyto polokoule, pojmenované po německém městě Magdeburg, byly použity k provedení podivného experimentu v roce 1654. Otto von Guericke, starosta města a profesionální fyzik, za přítomnosti kurfiřta Fridricha Viléma Braniborského a členů rezenského parlamentu nacvičoval vysávání na dvou kovových polokoulích.

Experiment

magdeburské muzeum polokoule

Ve snaze je oddělit, přivázal jednu hemisféru ke skupině koní a druhou ke stejnému počtu koní, ale v opačných směrech. Po četných pokusech a k překvapení přítomných nebylo možné oddělit obě poloviny koule. Efekt je podobný tomu, kterého dosáhneme, když na dno položíme dva vypouštěcí písty a přitlačíme je k sobě. Vakuum je neúplné, ale k jejich oddělení je potřeba hodně síly.

Diváci byli ohromeni, když viděli, jak různé skupiny mužů táhnou stranou vší silou a nedaří se jim oddělit hemisféry. Také je zpočátku nemohlo oddělit 16 koní, rozdělených do dvou skupin po 8 koních. Po těžké práci, dosáhli svého cíle a způsobili značný rozruch. Hemisféry, které tvořily koule, jejichž otevření vyžadovalo velké úsilí, bylo možné bez námahy oddělit jednoduše tím, že do vnitřku koulí znovu vnikl vzduch.

V roce 2005 experiment se 16 koňmi v Granadě, hemisféry nebylo možné oddělit. Mějte na paměti, že vakuum dosahované vývěvami Von Guericke ze XNUMX. století bylo nižší než vakuum dosahované našimi moderními vývěvami.

Proč je obtížné oddělit polokoule Magdeburgu

magdeburské polokoule

Na první část otázky v tuto chvíli snadno odpoví každý středoškolák, který dobře rozumí fyzice. Vše na zemském povrchu je v moři těžkého vzduchu a je vystaveno silám kolmým k jeho povrchu ve všech směrech. Stejně, jsou přijímány hemisférou, zevnitř ven a zvenku dovnitř. Pokud se jednou polokoule uzavřou a vytvoří kouli, téměř všechen vzduch uvnitř je odstraněn a síla na vnější povrch je tlačí mnohem více než vzduch působící směrem ven, takže je pro ně obtížné se oddělit.

Čistá síla, která stlačuje dvě hemisféry, distribuovaná po celé vytvořené kouli, tj. za předpokladu, že vakuum dosažené uvnitř je asi 10 % vnějšího vzduchu, musí překonat sílu, která je odděluje, je to řádově sedm tun hmotnosti.

Druhá část otázky, proč jsou obyvatelé Magdeburgu tak ohromeni? Souvisí to se znalostí tekutin a jejich chování v čase. Nacházíme se v XNUMX. století a významná část vědecké komunity věřila, že není možné vytvořit vakuum, „vakuový teror“, který byl příčinou pohybu tekutin, které mu zabránily.

Takže usrkáváním tekutiny ze sklenice brčkem, čímž se odstraňuje část vzduchu, který obsahuje, hrůza, kterou příroda pociťuje, když je prázdná, způsobuje, že tekutina stoupá. V historickém okamžiku provádění experimentů vědci jako Torricelli opustili tuto teorii a ukázali, že tlak vyvíjený atmosférou, váha vzduchu, nikoli hrůza vakua.

Vysvětlení experimentu

Abychom pochopili, čeho byl císař Ferdinand III. svědkem, musíme si pamatovat, že naše životy se odehrávají v obrovském oceánu vzduchu a tento, jako každá tekutina, má hmotnost, takže daný objem vzduchu má váhu schopnou na něj působit silou. on. Ale tyto síly působí více než jako hromada cihel položených na naši hlavu. Věci jsou trochu složitější protože každý předmět ponořený v tomto moři vzduchu je vystaven sadě sil, které ho mají tendenci stlačovat, působící v každém bodě na jeho povrchu. Kromě toho tyto síly působí vždy kolmo k příslušnému povrchu.

Podobně, pokud je vzduch uzavřen v nádobě, stěny této nádoby budou vystaveny síle kolmé k jejímu povrchu v každém bodě, což způsobí její expanzi. Abychom tomuto jevu porozuměli podrobněji, musíme si uvědomit, že vzduch se skládá z velkého počtu molekul, které si můžete představit jako mikroskopické koule, které se náhodně pohybují všemi směry, havarovat a odrážet se od všeho, co jí stojí v cestě. Každá z těchto malých kolizí vytváří malou sílu, která v kombinaci s bezpočtem nárazů, ke kterým dochází každou sekundu nepřetržitě, může vytvořit docela velkou sílu. Čistým účinkem tohoto konstantního molekulárního dopadu je soubor bodových sil, které jsou vždy kolmé k povrchu dopadu.

Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o magdeburských polokoulích a jejich charakteristikách.


Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.