Магдебурзькі півкулі

повітряні сили

8 травня 1654 року в німецькому місті Магдебурзі імператор Фердинанд III і його оточення продемонстрували вражаючий експеримент, розроблений і проведений мером міста, німецьким ученим фон Гліком. Кілька різьблення того часу відображають цю подію. Йдеться про магдебурзькі півкулі. Експеримент полягав у спробі відокремити дві металеві півкулі діаметром близько 50 сантиметрів, з’єднані простим контактом, щоб утворити герметичну сферу, і, до речі, викачати повітря з кулі за допомогою вакуумного насоса його власного винаходу. Для полегшення герметизації металевої півсфери або півсфер між контактними поверхнями поміщається шкіряне кільце. Кожна півкуля має кілька петель, через які можна протягнути мотузку або ланцюг, щоб їх можна було тягнути в протилежні сторони.

У цій статті ми збираємося розповісти вам все, що вам потрібно знати про експеримент з магдебурзькими півкулями та його важливість.

Магдебурзькі півкулі

експериментальна статуя

Це прилад, призначений для демонстрації існування вакууму та атмосферного тиску. Він складається з двох порожнистих півкуль, і якщо вони з'єднані один з одним і повітря всередині втягується, утвориться внутрішній вакуум. У цих умовах атмосфера чинить тиск на зовнішню поверхню, що дуже ускладнює відокремлення уламків. Насправді вони повинні були бути дуже міцними, тому що після евакуації зсередини вони могли б розірвати їх при атмосферному тиску.

Ці півкулі, названі на честь німецького міста Магдебург, вони були використані для проведення дивного експерименту в 1654 році. Отто фон Геріке, мер міста і професійний фізик, у присутності курфюрста Фредеріка Вільгельма Бранденбурзького та членів Регенсбурзького парламенту практикував пилосос на двох металевих півкулях.

Експеримент

музей магдебурзької півкулі

Намагаючись розлучити їх, прив’язав одну півкулю до групи коней, а другу — до рівної кількості коней, але в протилежних напрямках. Після численних спроб і, на подив присутніх, дві половини кулі відокремити не вдалося. Ефект подібний до того, що ми досягаємо, коли розміщуємо два зливних плунжери внизу і притискаємо їх один до одного. Вакуум неповний, але для їх розділення потрібна велика сила.

Глядачі були вражені, побачивши, як різні групи чоловіків з усіх сил тягнуться вбік і не можуть відокремити півкулі. Їх також не могли спочатку розділити 16 коней, розділених на дві групи по 8 коней у кожній. Після важкої роботи, вони досягли своєї мети і викликали неабиякий ажіотаж. Півкулі, з яких складалися сфери, для відкриття яких потрібно було докласти багато зусиль, можна було легко розділити, просто дозволивши повітрю знову проникнути всередину сфер.

У експерименті 2005 року з 16 кіньми в Гранаді, півкулі не можна було розділити. Майте на увазі, що вакуум, досягнутий насосами Von Guericke XNUMX століття, був нижчим, ніж вакуум, досягнутий нашими сучасними вакуумними насосами.

Чому важко відокремити півкулі Магдебурга

магдебурзькі півкулі

На першу частину запитання на даний момент легко відповісти будь-якому старшокласнику, який добре розуміє фізику. Все на поверхні Землі знаходиться в морі важкого повітря, підпорядковане силам, нормальним до її поверхні в усіх напрямках. Таким же чином, приймаються півкулею, навиворіт і зовні всередину. Якщо після того, як півкулі закриються, щоб утворити сферу, майже все повітря всередині видаляється, і сила на зовнішній поверхні притискає їх набагато сильніше, ніж повітря, що діє назовні, що ускладнює їх розділення.

Чиста сила, яка стискає обидві півкулі, розподілена по всій утвореній сфері, тобто припускаючи, що вакуум, досягнутий всередині, становить приблизно 10% зовнішнього повітря, повинні подолати силу, яка їх розділяє, вона становить близько семи тонн ваги.

Друга частина питання, чому жителі Магдебурга такі вражені? Це пов’язано зі знаннями про рідини та їх поведінку з часом. Ми живемо в XNUMX столітті, і значна частина наукового співтовариства вважала, що неможливо створити вакуум, «вакуумний терор», який був причиною руху рідин, запобігаючи цьому.

Отже, випиваючи рідину зі склянки через соломинку, видаляючи таким чином частину повітря, що міститься в ній, жах, який відчуває природа, коли вона порожня, змушує рідину підніматися. В історичний момент проведення експериментів такі вчені, як Торрічеллі, відмовилися від цієї теорії і показали, що тиск, який чинить атмосфера, вага повітря, а не жах вакууму.

Пояснення досліду

Щоб зрозуміти, свідком чого був імператор Фердинанд III, ми повинні пам’ятати, що наше життя проходить у величезному повітряному океані, який, як і будь-яка рідина, має масу, тому даний об’єм повітря має вагу, здатну діяти на нього. він. Але ці сили діють більше, ніж як купа цегли, покладена на наші голови. Дещо складніше тому що кожен об'єкт, занурений у це море повітря, піддається набору сил, які прагнуть стиснути його, що діє в кожній точці її поверхні. Крім того, ці сили завжди прикладаються перпендикулярно до відповідної поверхні.

Аналогічно, якщо повітря замкнене в контейнері, на стінки цього контейнера буде діяти сила, нормальна до його поверхні в кожній точці, що змушує його розширюватися. Щоб зрозуміти це явище більш детально, ми повинні пам'ятати, що повітря складається з великої кількості молекул, які ви можете уявити як мікроскопічні сфери, які хаотично рухаються в усіх напрямках, розбиватися і відбиватися від усього на своєму шляху. Кожне з цих невеликих зіткнень створює невелику силу, яка в поєднанні з незліченними ударами, які відбуваються без зупинки щосекунди, може створити досить велику силу. Чистий ефект від цього постійного молекулярного удару являє собою набір точкових сил, які завжди перпендикулярні до поверхні удару.

Сподіваюся, що за допомогою цієї інформації ви зможете більше дізнатися про магдебурзькі півкулі та їх характеристики.


Будьте першим, щоб коментувати

Залиште свій коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований. Обов'язкові для заповнення поля позначені *

*

*

  1. Відповідальний за дані: Мігель Анхель Гатон
  2. Призначення даних: Контроль спаму, управління коментарями.
  3. Легітимація: Ваша згода
  4. Передача даних: Дані не передаватимуться третім особам, за винятком юридичних зобов’язань.
  5. Зберігання даних: База даних, розміщена в мережі Occentus Networks (ЄС)
  6. Права: Ви можете будь-коли обмежити, відновити та видалити свою інформацію.