Cum se joacă Emisferele de Magdeburg
- Alege o probă și citește raza și presiunile exterioară și interioară de pe fișă.
- Aerul ține împreună cele două jumătăți cu F = (p_ext − p_int)·π·r², diferența de presiune înmulțită cu cercul plat unde se întâlnesc.
- Scrie predicția ta și apasă Trage. Tracțiunea, sau sarcina, crește uniform până când ceva cedează.
- Privește barele: tracțiunea crește spre strânsoarea aerului, iar semnul portocaliu arată predicția ta.
Cât de puternică este împingerea aerului?
Aerul apasă pe orice, aproximativ 101 kPa la nivelul mării. De obicei împingerea este aceeași de ambele părți ale unei suprafețe, deci se anulează. Scoate aerul de pe o parte și împingerea nu mai este echilibrată. În 1654 Otto von Guericke a etanșat două emisfere de cupru, a scos aerul, iar două atelaje de cai nu au reușit să le despartă. Forța care le ține este diferența de presiune înmulțită cu aria cercului plat unde se întâlnesc: F = (p_ext − p_int)·π·r². Împingerile pe suprafața curbă arată în multe direcții, dar părțile lor laterale se anulează, iar ce rămâne este egal cu împingerea pe acel cerc plat. Scoate jumătate din aer și obții jumătate din forță; un vid perfect dă maximul, p_ext·π·r². Pe munte aerul din exterior apasă mai puțin, deci cele două jumătăți se despart mai ușor. O ventuză funcționează la fel: nu suge; aerul de afară o împinge pe perete.
Un model de învățare țintit
Emisferele sunt rigide și perfect etanșe, iar aerul din interior își păstrează presiunea în timp ce sunt trase. Tracțiunea, sau sarcina, crește uniform de la zero timp de 2 s; cele două jumătăți se despart, sau ventuza se desprinde, exact când atinge F = (p_ext − p_int)·π·r², iar apoi sunt desenate depărtându-se timp de 1 s. În limita a 0,05% contează în ambele sensuri, ca un răspuns rotunjit să funcționeze. Greutatea jumătăților, a ventuzei și a frânghiilor este neglijată. O tracțiune este corectă dacă desparte cele două jumătăți cu cel mult 2% rezervă, un atelaj dacă este numărul minim de cai care reușește, iar o sarcină dacă ventuza o ține cu cel mult 2% rezervă. g = 9,8 m/s². Desenul nu este la scară. Se desfășoară în timp real.