Como jogar Hemisférios de Magdeburgo
- Escolha um teste e leia no cartão o raio e as pressões de fora e de dentro.
- O ar une as metades com F = (p_out − p_in)·π·r², a diferença de pressão vezes o círculo plano onde elas se encontram.
- Digite sua previsão e toque em Puxar. A tração, ou a carga, cresce de forma constante até algo ceder.
- Observe as barras: a tração cresce em direção ao que o ar segura, e a marca laranja mostra sua previsão.
Com que força o ar empurra?
O ar pressiona tudo, cerca de 101 kPa ao nível do mar. Normalmente o empurrão é igual dos dois lados de uma superfície, então se anula. Tire o ar de um lado e o empurrão deixa de estar equilibrado. Em 1654 Otto von Guericke fechou dois hemisférios de cobre, tirou o ar, e duas parelhas de cavalos não conseguiram separá-los. A força que os une é a diferença de pressão vezes a área do círculo plano onde eles se encontram: F = (p_out − p_in)·π·r². Os empurrões sobre a superfície curva apontam em muitas direções, mas as suas partes laterais se anulam, e o que sobra é igual ao empurrão sobre esse círculo plano. Tire metade do ar e você terá metade da força; o vácuo perfeito dá a maior, p_out·π·r². Numa montanha o ar de fora pressiona menos, então as metades se separam com mais facilidade. Uma ventosa funciona igual: ela não suga; o ar de fora a empurra contra a parede.
Um modelo de aprendizagem focado
Os hemisférios são rígidos e perfeitamente vedados, e o ar de dentro mantém a pressão enquanto são puxados. A tração, ou a carga, cresce de forma constante a partir de zero por 2 s; as metades se separam, ou a ventosa solta, exatamente quando ela chega a F = (p_out − p_in)·π·r², e depois são desenhadas se afastando por 1 s. Uma margem de 0,05% conta nos dois sentidos, então uma resposta arredondada funciona. O peso das metades, da ventosa e das cordas é desprezado. Uma tração está certa se separar as metades com no máximo 2% a mais; uma parelha, se for o menor número de cavalos que consegue; e uma carga, se a ventosa a segurar com no máximo 2% de folga. g = 9,8 m/s². O desenho não está em escala. Roda em tempo real.