मैगडेबर्ग के अर्धगोले: हवा कसकर पकड़ती है

एक शैक्षिक सिमुलेशन गेम। अनुमान लगाओ कि केवल हवा से जुड़े दो अर्धगोलों को अलग करने के लिए कितना ज़ोर से खींचना होगा, फिर खींचो और दोनों हिस्से देखो।

वायुमंडलीय दाबबल

मैगडेबर्ग

अलग करो

तैयार
अर्धगोलों को खींचने के लिए JavaScript चालू करो। निर्देश और हल किया हुआ उदाहरण फिर भी पढ़े जा सकते हैं।
अर्धगोले या कपहवा का दबावतुम्हारा अनुमानरस्सियाँ और भार
दाब से बलF = Δp·A

समय

0.00 s

t

खिंचाव या भार

— kN

F_pull

हवा की पकड़

— kN

Δp·A

दाब का अंतर

— kPa

Δp = p_out − p_in

क्षेत्रफल

— m²

A = π·r²

खींचने से पहले अनुमान लगाओ

परीक्षण तैयार करने के लिए अपना अनुमान लिखो। उत्तर मिलने तक खींचो बटन बंद रहता है।

अनुमान लगाओ कि हवा कितनी कसकर पकड़ती है।

मिशन स्कोर—

खिंचाव को हिस्से अलग करने चाहिए और वह अधिक से अधिक 2% ज़्यादा हो, दल में सबसे कम घोड़े हों जो यह कर सकें, और भार अधिक से अधिक 2% गुंजाइश के साथ टिका रहे: हर एक पर 100 अंक मिलते हैं। पहले रन में सही करने पर 50 और मिलते हैं। रन शुरू होते ही गिना जाता है।

✓ सही उत्तर① पहली बार में

मैगडेबर्ग के अर्धगोले कैसे खेलें

  1. परीक्षण चुनो और कार्ड पर त्रिज्या और बाहर व अंदर का दाब पढ़ो।
  2. हवा हिस्सों को F = (p_out − p_in)·π·r² से जोड़े रखती है, यानी दाब का अंतर गुणा वह समतल वृत्त जहाँ वे मिलते हैं।
  3. अपना अनुमान लिखो और खींचो दबाओ। खिंचाव, या भार, तब तक समान रूप से बढ़ता है जब तक कुछ छूट न जाए।
  4. पट्टियाँ देखो: खिंचाव हवा की पकड़ की ओर बढ़ता है, और नारंगी निशान तुम्हारा अनुमान दिखाता है।

हवा कितने ज़ोर से धकेलती है?

हवा हर चीज़ पर दबाती है, समुद्र तल पर लगभग 101 kPa। आमतौर पर किसी सतह के दोनों ओर दबाव बराबर होता है, इसलिए वह कट जाता है। एक ओर की हवा निकाल दो, तो दबाव संतुलित नहीं रहता। 1654 में ओटो फ़ॉन गेरिके ने ताँबे के दो अर्धगोले बंद किए, अंदर की हवा निकाली, और घोड़ों के दो दल भी उन्हें अलग नहीं कर पाए। उन्हें जोड़े रखने वाला बल दाब का अंतर गुणा उस समतल वृत्त का क्षेत्रफल है जहाँ वे मिलते हैं: F = (p_out − p_in)·π·r²। घुमावदार सतह पर दबाव कई दिशाओं में होता है, पर उनके बगल वाले हिस्से एक-दूसरे को काट देते हैं, और जो बचता है वह उस समतल वृत्त पर लगे बल के बराबर होता है। आधी हवा निकालो तो आधा बल मिलता है; पूर्ण निर्वात सबसे ज़्यादा देता है, p_out·π·r²। पहाड़ पर बाहर की हवा कम दबाती है, इसलिए हिस्से आसानी से अलग होते हैं। चूषण कप भी ऐसे ही काम करता है: वह चूसता नहीं; बाहर की हवा उसे दीवार से दबाए रखती है।

एक केंद्रित सीखने का मॉडल

अर्धगोले दृढ़ हैं और पूरी तरह सील हैं, और खींचते समय अंदर की हवा का दाब वही रहता है। खिंचाव, या भार, 2 s तक शून्य से समान रूप से बढ़ता है; हिस्से ठीक तब अलग होते हैं, या कप छूटता है, जब वह F = (p_out − p_in)·π·r² तक पहुँचता है, और फिर 1 s तक उन्हें अलग होते दिखाया जाता है। 0.05% दोनों ओर गिना जाता है, इसलिए पूर्णांकित उत्तर भी काम करता है। हिस्सों, कप और रस्सियों का भार छोड़ दिया जाता है। खिंचाव सही है अगर वह हिस्से अलग करे और अधिक से अधिक 2% ज़्यादा हो, दल सही है अगर उसमें सबसे कम घोड़े हों जो यह कर सकें, और भार सही है अगर कप उसे अधिक से अधिक 2% गुंजाइश के साथ थामे। g = 9.8 m/s²। चित्र पैमाने पर नहीं है। वास्तविक समय में चलता है।

भाषा बदलने पर तुम्हारा परीक्षण, अनुमान, प्रयास और रन बने रहते हैं।