Pada tanggal 8 Mei 1654, di kota Magdeburg, Jerman, Kaisar Ferdinand III dan rombongannya mendemonstrasikan eksperimen spektakuler yang dirancang dan dilakukan oleh walikota kota, ilmuwan Jerman von Glick. Beberapa ukiran dari waktu mencerminkan peristiwa ini. Ini tentang belahan magdeburg. Percobaan terdiri dari mencoba untuk memisahkan dua belahan logam berdiameter sekitar 50 sentimeter, bergabung dengan kontak sederhana, untuk membentuk bola tertutup, dan kebetulan, memompa udara keluar dari bola dengan pompa vakum penemuannya sendiri. Untuk memfasilitasi penyegelan belahan atau belahan logam, cincin kulit ditempatkan di antara permukaan kontak. Setiap belahan memiliki beberapa loop yang dapat dilewati tali atau rantai sehingga dapat ditarik ke sisi yang berlawanan.
Pada artikel ini kami akan memberi tahu Anda semua yang perlu Anda ketahui tentang eksperimen belahan Magdeburg dan kepentingannya.
Belahan Magdeburg
Ini adalah perangkat yang dirancang untuk menunjukkan keberadaan vakum dan tekanan atmosfer. Ini terdiri dari dua belahan berongga, dan jika mereka terhubung satu sama lain dan udara di dalamnya ditarik, vakum internal akan dibuat. Dalam kondisi ini, atmosfer memberikan tekanan pada permukaan luar, sehingga sangat sulit untuk memisahkan puing-puing. Faktanya, ini harus sangat kuat, karena begitu interiornya dievakuasi, itu akan mampu meledakkannya pada tekanan atmosfer.
Belahan ini, dinamai kota Jerman Magdeburg, mereka digunakan untuk melakukan eksperimen aneh pada tahun 1654. Otto von Guericke, walikota kota dan fisikawan profesional, di hadapan Pemilih Frederick William dari Brandenburg dan anggota Parlemen Regensburg, berlatih menyedot debu pada dua belahan logam.
Eksperimen
Dalam upaya untuk memisahkan mereka, mengikat satu belahan ke sekelompok kuda dan yang lainnya ke jumlah kuda yang sama, tetapi berlawanan arah. Setelah berbagai upaya dan mengejutkan para hadirin, tidak mungkin memisahkan kedua bagian bola tersebut. Efeknya mirip dengan apa yang kita capai ketika kita menempatkan dua plunger pembuangan di bagian bawah dan menekannya satu sama lain. Ruang hampa tidak lengkap, tetapi dibutuhkan banyak kekuatan untuk memisahkannya.
Penonton tercengang melihat kelompok pria yang berbeda menarik ke samping dengan sekuat tenaga dan gagal memisahkan belahan. Mereka juga awalnya tidak bisa dipisahkan oleh 16 kuda, dibagi menjadi dua kelompok yang masing-masing terdiri dari 8 kuda. Setelah kerja keras, mereka mencapai tujuan mereka dan menyebabkan kegemparan. Belahan yang membentuk bola, yang membutuhkan banyak usaha untuk membuka, dapat dengan mudah dipisahkan hanya dengan membiarkan udara masuk kembali ke bagian dalam bola.
Dalam percobaan tahun 2005 dengan 16 kuda di Granada, belahan tidak dapat dipisahkan. Ingatlah bahwa vakum yang dicapai oleh pompa Von Guericke abad ke-XNUMX lebih rendah daripada yang dicapai oleh pompa vakum modern kita.
Mengapa sulit untuk memisahkan belahan Magdeburg
Bagian pertama dari pertanyaan, pada titik ini, mudah untuk dijawab oleh siswa sekolah menengah mana pun yang memiliki pemahaman yang baik tentang fisika. Segala sesuatu di permukaan bumi berada di lautan udara yang berat, tunduk pada gaya normal ke permukaannya ke segala arah. Di jalan yang sama, diterima oleh hemisfer, luar ke dalam dan ke luar. Jika setelah belahan ditutup untuk membentuk bola, hampir semua udara di dalam dihilangkan dan gaya di permukaan luar menekan mereka lebih banyak daripada udara yang bekerja ke luar, sehingga sulit bagi mereka untuk berpisah.
Gaya total yang menekan kedua belahan, didistribusikan ke seluruh bola yang terbentuk, yaitu, dengan asumsi bahwa vakum yang dicapai di dalam adalah sekitar 10% dari udara luar, harus mengatasi gaya yang memisahkan mereka, beratnya mencapai tujuh ton.
Bagian kedua dari pertanyaan, mengapa penduduk Magdeburg begitu terkesan? Ini ada hubungannya dengan pengetahuan tentang cairan dan perilakunya dari waktu ke waktu. Kami berada di abad ke-XNUMX, dan bagian penting dari komunitas ilmiah percaya bahwa tidak mungkin untuk menciptakan ruang hampa, "teror vakum", yang merupakan penyebab pergerakan cairan, mencegahnya terjadi.
Jadi, dengan menyeruput cairan dari gelas melalui sedotan, sehingga menghilangkan sebagian udara yang dikandungnya, kengerian yang dirasakan alam saat kosong menyebabkan cairan naik. Pada momen bersejarah dalam melakukan eksperimen, ilmuwan seperti Torricelli meninggalkan teori ini dan menunjukkan bahwa tekanan yang diberikan oleh atmosfer, berat udara, bukan kengerian ruang hampa.
Penjelasan percobaan
Untuk memahami apa yang disaksikan Kaisar Ferdinand III, kita harus ingat bahwa kehidupan kita terjadi di lautan udara yang luas, dan ini, seperti cairan apa pun, memiliki massa, sehingga volume udara tertentu memiliki berat yang mampu memberikan gaya padanya. dia. Tetapi kekuatan-kekuatan ini bertindak lebih dari sekadar tumpukan batu bata yang diletakkan di atas kepala kita. Hal-hal yang sedikit lebih rumit karena setiap benda yang tenggelam di lautan udara ini mengalami serangkaian gaya yang cenderung menekannya, bekerja pada setiap titik pada permukaannya. Selanjutnya, gaya-gaya ini selalu diterapkan tegak lurus terhadap permukaan yang bersangkutan.
Demikian pula, jika udara tertutup dalam sebuah wadah, dinding wadah itu akan mengalami gaya normal ke permukaannya di setiap titik, menyebabkannya memuai. Untuk memahami fenomena ini secara lebih rinci, kita harus ingat bahwa udara terdiri dari sejumlah besar molekul, yang dapat Anda bayangkan sebagai bola mikroskopis yang bergerak secara acak ke segala arah, menabrak dan memantulkan segala sesuatu yang dilaluinya. Setiap tabrakan kecil ini menghasilkan kekuatan kecil yang, dikombinasikan dengan pukulan tak terhitung yang terjadi tanpa henti setiap detik, dapat menciptakan sedikit kekuatan. Efek bersih dari tumbukan molekul konstan ini adalah sekumpulan gaya titik yang selalu tegak lurus terhadap permukaan tumbukan.
Saya berharap dengan informasi ini Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang belahan Magdeburg dan karakteristiknya.