Home » Articole » Articole » Știință » Fizica » Mecanica » Experimente de fizică: Emisferele din Magdeburg, Otto von Guericke, 1654

Experimente de fizică: Emisferele din Magdeburg, Otto von Guericke, 1654

postat în: Mecanica 0

Schița lui Gaspar Schott despre experimentul emisferelor din Magdeburg al lui Otto von Guericke

(Schița lui Gaspar Schott despre experimentul emisferelor din Magdeburg al lui Otto von Guericke. Credit: Gaspar Schott/Wikimedia Commons, Domeniu public)

Emisferele din Magdeburg sunt o pereche de emisfere mari de cupru cu margini de împerechere, care au fost folosite într-un experiment celebru din 1654 pentru a demonstra puterea presiunii atmosferice. Când marginile au fost sigilate cu grăsime și aerul a fost pompat afară, sfera conținea un vid și emisferele nu a putut fi separate de echipe de cai. Odată ce supapa a fost deschisă, aerul a intrat și emisferele au fost ușor separate. Emisferele din Magdeburg au fost inventate de omul de știință german și primarul din Magdeburg,[1] Otto von Guericke, pentru a demonstra pompa de aer pe care a inventat-o ​​și conceptul de presiune atmosferică.

Speculațiile au variat cu privire la conținutul sferei. Mulți au crezut că era pur și simplu gol, în timp ce alții au susținut că vidul conținea aer sau o substanță aeriană mai fină extrasă din mercur. Sunetul nu a fost transmis prin sferă, ceea ce indică faptul că sunetul avea nevoie de un mediu pentru a fi auzit, în timp ce lumina nu.[2]

Primul vid artificial fusese produs cu câțiva ani în urmă de Evangelista Torricelli și l-a inspirat pe Guericke să proiecteze prima pompă de vid din lume, care consta dintr-un piston și un cilindru cu supape cu clapetă unidirecțională. Emisferele au devenit populare în prelegerile de fizică, ca o ilustrare a puterii presiunii aerului, și sunt încă folosite în educație. Emisferele originale sunt expuse la Deutsches Museum din München.

Pe lângă importanța sa științifică, experimentul a servit pentru a dovedi revenirea orașului Magdeburg, care cu doar două decenii mai devreme suferise Sacrul Magdeburgului – considerat cea mai mare atrocitate a Războiului de Treizeci de Ani – când 20.000 dintre locuitorii săi au fost masacrați, și doar 4.000 au mai rămas la sfârșitul războiului din 1648. Von Guericke era preocupat de ambele aspecte ale experimentului, în dubla sa calitate de om de știință de frunte și de primar care a lucrat neobosit pentru a restabili bogăția orașului.

Emisferele din Magdeburg originale și pompa de vid Guericke din Deutsches Museum, München, Germania
Credit: LepoRello/Wikimedia Commons, Licența CC BY-SA 3.0

(Emisferele din Magdeburg originale și pompa de vid Guericke din Deutsches Museum, München, Germania. Credit: LepoRello/Wikimedia Commons, Licența CC BY-SA 3.0)

Emisferele din Magdeburg, de aproximativ 50 cm în diametru,[3][4][5][6] au fost concepute pentru a demonstra pompa de vid pe care o inventase Guericke. Unul dintre ele avea un racord de tub pentru atașarea pompei, cu supapă pentru închiderea acesteia. Când aerul a fost aspirat din interiorul emisferelor și supapa a fost închisă, furtunul de la pompă a putut fi detașat și au fost ținute ferm împreună de presiunea aerului din atmosfera înconjurătoare.

Forța care ține emisferele împreună era egală cu aria delimitată de marginile dintre emisfere, un cerc cu diametrul de 50 cm, înmulțită cu diferența de presiune a aerului dintre interior și exterior. Nu este clar cât de puternică a fost capabilă să scoată aerul pompa de vid Guericke, dar dacă ar fi fost capabilă să evacueze tot aerul din interior, emisferele ar fi fost ținute împreună cu o forță de aproximativ 20 kilonewtoni,[7][8] echivalent cu ridicarea unei mașini sau a unui mic elefant; o demonstraţie dramatică a presiunii atmosferei.

Demonstrații

Emisfere mici de 4 in., anii 1870(Emisfere mici de 4 in., anii 1870. Credit: Adolphe Ganot/Wikimedia Commons, Domeniu public)

Demonstrația lui Guericke a fost efectuată la 8 mai 1654[9][10] în fața Dietei Imperiale și a împăratului Ferdinand al III-lea la Regensburg.[11] Treizeci de cai, în două echipe de cincisprezece, nu au putut separa emisferele până când supapa nu a fost deschisă pentru a egaliza presiunea aerului. În 1656 a repetat demonstrația cu șaisprezece cai (două echipe de opt) în orașul său natal, Magdeburg, unde era primar. De asemenea, a luat cele două sfere, a atârnat cele două emisfere cu un suport și a scos aerul din interior. Apoi a legat greutăți de sferă, dar emisferele nu s-au clintit. Gaspar Schott a fost primul care a descris experimentul tipărit în Mechanica Hydraulico-Pneumatica (1657). În 1663 (sau, conform unor surse, în 1661) aceeași demonstrație a avut loc la Berlin în fața lui Frederick William, elector de Brandenburg, cu douăzeci și patru de cai.

Experimentul a devenit o modalitate populară de a ilustra principiile presiunii aerului și au fost făcute multe copii mai mici ale emisferelor și sunt folosite până în prezent la orele de știință. Reconstituiri ale experimentului lui von Guericke din 1654 sunt realizate în locații din întreaga lume de către Societatea Otto von Guericke. La 18 martie 2000, Barometer World a organizat o demonstrație folosind șaisprezece cai în Great Torrington.

Experimentul a fost comemorat pe cel puțin două timbre germane.

După ce a aflat despre pompa lui Guericke prin cartea lui Schott, Robert Boyle a lucrat cu Robert Hooke pentru a proiecta și a construi o pompă de aer îmbunătățită. De aici, prin diverse experimente, au formulat ceea ce se numește legea lui Boyle, care afirmă că volumul unui corp al unui gaz ideal este invers proporțional cu presiunea acestuia. Mult mai târziu, legea gazelor ideale a fost formulată în 1834.

(Include texte traduse și adaptate din Wikipedia de Nicolae Sfetcu)

Fizica fenomenologică - Compendiu - Volumul 2
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 2

Descoperă universul fizicii printr-o perspectivă fenomenologică captivantă!

Nu a fost votat 47.84 lei167.60 lei Selectează opțiunile Acest produs are mai multe variații. Opțiunile pot fi alese în pagina produsului.
Fizica fenomenologică - Compendiu - Volumul 1
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 1

O explorare cuprinzătoare a fizicii, combinând perspective teoretice cu fenomene din lumea reală.

Nu a fost votat 47.84 lei167.60 lei Selectează opțiunile Acest produs are mai multe variații. Opțiunile pot fi alese în pagina produsului.
Mecanica fenomenologică
Mecanica fenomenologică

O incursiune captivantă în lumea principiilor fundamentale care stau la baza mișcării și interacțiunilor mecanice.

Nu a fost votat 23.89 lei Selectează opțiunile Acest produs are mai multe variații. Opțiunile pot fi alese în pagina produsului.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *