Em 8 de maio de 1654, na cidade alemã de Magdeburg, o imperador Fernando III e sua comitiva demonstraram um experimento espetacular projetado e realizado pelo prefeito da cidade, o cientista alemão von Glick. Várias esculturas da época refletem este evento. É sobre o hemisférios de magdeburgo. O experimento consistia em tentar separar dois hemisférios metálicos de cerca de 50 centímetros de diâmetro, unidos por simples contato, para formar uma esfera selada e, aliás, bombear ar para fora da esfera com uma bomba de vácuo de sua própria invenção. Para facilitar a vedação do hemisfério ou hemisférios metálicos, um anel de couro é colocado entre as superfícies de contato. Cada hemisfério tem vários laços através dos quais uma corda ou corrente pode ser passada para que possa ser puxada para lados opostos.
Neste artigo, vamos contar tudo o que você precisa saber sobre o experimento dos hemisférios de Magdeburg e sua importância.
Hemisférios de Magdeburgo
É um dispositivo projetado para demonstrar a existência de vácuo e pressão atmosférica. Consiste em dois hemisférios ocos, e se eles estiverem conectados um ao outro e o ar interno for puxado, um vácuo interno será criado. Nessas condições, a atmosfera exerce pressão sobre a superfície externa, dificultando muito a separação dos detritos. Na verdade, estes tinham que ser muito fortes, porque uma vez que o interior fosse evacuado, seria capaz de estourá-los à pressão atmosférica.
Esses hemisférios, batizados em homenagem à cidade alemã de Magdeburg, eles foram usados para realizar um experimento estranho em 1654. Otto von Guericke, prefeito da cidade e físico profissional, na presença do Eleitor Frederico Guilherme de Brandemburgo e membros do Parlamento de Regensburg, praticou a aspiração em dois hemisférios de metal.
Experimentar
Na tentativa de separá-los, amarrou um hemisfério a um grupo de cavalos e o outro a um número igual de cavalos, mas em direções opostas. Após inúmeras tentativas e para surpresa dos participantes, foi impossível separar as duas metades da esfera. O efeito é semelhante ao que conseguimos quando colocamos dois êmbolos de drenagem na parte inferior e os pressionamos um contra o outro. Um vácuo é incompleto, mas é preciso muita força para separá-los.
Os espectadores ficaram surpresos ao ver os diferentes grupos de homens puxando para o lado com toda a força e não conseguindo separar os hemisférios. Eles também não poderiam ser separados inicialmente por 16 cavalos, divididos em dois grupos de 8 cavalos cada. Depois de muito trabalho, eles alcançaram seu objetivo e causaram um grande alvoroço. Os hemisférios que compunham as esferas, que exigiam muito esforço para abrir, podiam ser separados sem esforço simplesmente permitindo que o ar entrasse novamente no interior das esferas.
Em um experimento de 2005 com 16 cavalos em Granada, hemisférios não podem ser separados. Tenha em mente que o vácuo alcançado pelas bombas Von Guericke do século XVII era menor do que o alcançado por nossas modernas bombas de vácuo.
Por que é difícil separar os hemisférios de Magdeburg
A primeira parte da pergunta, neste ponto, é fácil para qualquer estudante do ensino médio com um bom entendimento de física responder. Tudo na superfície da Terra está em um mar de ar pesado, sujeito a forças normais à sua superfície em todas as direções. Da mesma maneira, são recebidos pelo hemisfério, de dentro para fora e de fora para dentro. Se uma vez que os hemisférios são fechados para formar uma esfera, quase todo o ar de dentro é removido e a força na superfície externa os pressiona muito mais do que o ar que atua para fora, dificultando sua separação.
A força resultante que comprime os dois hemisférios, distribuída por toda a esfera formada, ou seja, assumindo que o vácuo alcançado no interior é cerca de 10% do ar exterior, deve vencer a força que os separa, é da ordem de sete toneladas de peso.
Segunda parte da pergunta, por que os moradores de Magdeburg estão tão impressionados? Tem a ver com o conhecimento dos fluidos e seu comportamento ao longo do tempo. Estamos no século XVII, e uma parte importante da comunidade científica acreditava que era impossível criar um vácuo, o "terror do vácuo", que era a causa do movimento dos fluidos, impedindo que isso acontecesse.
Assim, ao sorver o líquido do copo por um canudo, retirando assim um pouco do ar que contém, o horror que a natureza sente quando está vazio faz com que o líquido suba. No momento histórico da realização de experimentos, cientistas como Torricelli abandonaram essa teoria e mostraram que a pressão exercida pela atmosfera, o peso do ar, não o horror do vácuo.
Explicação do experimento
Para entender o que o imperador Fernando III testemunhou, devemos lembrar que nossas vidas se passam em um vasto oceano de ar, e este, como qualquer fluido, tem massa, então um determinado volume de ar tem um peso capaz de exercer uma força sobre ele. ele. Mas essas forças agem mais do que como uma pilha de tijolos colocados em nossas cabeças. As coisas são um pouco mais complicadas pois todo objeto submerso nesse mar de ar está sujeito a um conjunto de forças que tendem a comprimi-lo, atuando em todos os pontos de sua superfície. Além disso, essas forças são sempre aplicadas perpendicularmente à superfície em questão.
Da mesma forma, se o ar estiver contido em um recipiente, as paredes desse recipiente sofrerão uma força normal à sua superfície em todos os pontos, fazendo com que ele se expanda. Para entender esse fenômeno com mais detalhes, devemos lembrar que o ar é composto por um grande número de moléculas, que você pode imaginar como esferas microscópicas que se movem aleatoriamente em todas as direções, batendo e quicando em tudo em seu caminho. Cada uma dessas pequenas colisões produz uma pequena força que, combinada com os inúmeros golpes que ocorrem sem parar a cada segundo, podem criar um pouco de força. O efeito líquido desse impacto molecular constante é um conjunto de forças pontuais que são sempre perpendiculares à superfície de impacto.
Espero que com esta informação você possa aprender mais sobre os hemisférios de Magdeburg e suas características.