Tabla de contenido
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3. Principio di funzionamento
La Terra è circondata da uno strato d'aria, l'atmosfera.
Le molecole presenti nell'aria sono sottoposte, come
tutta la materia in generale, alla forza di gravità e si
concentrano quindi sulla superficie terrestre. La pres-
sione atmosferica esercitata dalla massa d'aria è mas-
sima a livello del mare e diminuisce man mano che ci
si allontana dalla superficie della Terra. Analogamen-te
a quanto accade con i liquidi, la pressione dell'aria
agisce uniformemente su tutte le parti di un corpo. In
un corpo aperto la pressione interna e quella esterna si
trovano sempre in equilibrio. Se la pressione inter-na è
minore di quella esterna, lo stato di equilibrio si ricrea
con l'introduzione di aria. Nel caso contrario, se la
pressione interna è maggiore di quella esterna la
compensazione avviene con la fuoriuscita d'aria. In un
corpo chiuso la forza risultante dalla differenza fra la
pressione interna e quella esterna agisce nel primo
caso comprimendo la superficie del corpo e nel
secondo caso esercitando una spinta verso l'esterno,
portando il corpo ad esplodere.
Il fisico nonché borgomastro di Magdeburgo Otto von
Guericke dimostrò per primo l'azione della pressione
atmosferica. Iniziò a fare esperimenti sul vuoto intor-no
al 1650 e ottenne il suo risultato migliore durante un
esperimento spettacolare condotto nel 1654 a
Regensburg davanti all'imperatore Ferdinando III: gli
emisferi di Magdeburgo. Si trattava di due semisfere di
rame del diametro di 42 cm, unite ermeticamente gra-zie
a una striscia di pelle impregnata di olio e cera, dentro le
quali Guericke aveva creato il vuoto. La pres-sione
dell'aria premeva a tal punto le semisfere una contro
l'altra che 16 cavalli non riuscirono a separarle.
4. Comandi
4.1 Dimostrazione dell'effetto della pressione
atmosferica
Prima dell'esperimento verificare che l'anello di te-
nuta in gomma e le piastre non presentino danni.
Eseguire il collegamento dei tubi fra la pompa
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manuale
e la piastra di Magdeburgo
illustrato nella figura 1.
A tal fine inserire uno nell'altro i connettori per
tubi e innestarli facendoli ruotare premendo leg-
germente.
Posizionare sulla piastra l'anello di tenuta in gom-
ma desiderato e premere una contro l'altra le due
piastre.
Se si sceglie l'anello in gomma con diametro mino-re
è più facile separare le piastre tirando. È possibile
eseguire un confronto empirico; utilizzando uno di
seguito all'altro i due anelli in gomma si dimostra la
dipendenza della forza dalla superficie.
Una seconda persona inizia a creare il vuoto uti-
lizzando la pompa manuale.
È sufficiente pompare alcune volte per eliminare la
maggior parte dell'aria fra le piastre.
Dimostrare l'azione della pressione atmosferica
tirando gli emisferi.
Immettere aria nell'apparecchiatura allentando il
tubo collegato alla piastra di Magdeburgo.
3
4.2 Misurazione quantitativa
4.2.1 Determinazione grossolana in via sperimentale
della pressione atmosferica
Assemblare l'apparecchio come descritto al pun-to
4.1 dell'esperimento.
Creare il vuoto eliminando l'aria fra le piastre.
La persona che tiene le piastre di Magdeburgo
sale su una bilancia pesapersone e osserva la
scala gra-duata mentre la seconda persona cerca
di sepa-rare le piastre tirandole verso il basso il
senso ver-ticale.
Annotare il valore segnato dalla bilancia nel mo-
mento in cui le piastre si separano.
Effettuare il calcolo utilizzando la formula
pressione = forza/superficie
Per determinare la forza, sottrarre dal valore let-to
sulla bilancia il peso del corpo e il peso delle
piastre di Magdeburgo. Per convertire in Newton
moltiplicare per 9,8 il valore indicato in kg.
La forza che comprime le piastre una contro l'al-tra
3
come
corrisponde alla forza esercitata dalla pressio-ne
dell'aria sulla superficie limitata dall'anello in
gomma. Quindi per determinare la superficie cal-
colare il diametro medio dell'anello in gomma e
convertire in m
1 N/m
lato è molto grande, è consigliabile convertire il
risultato in kPa.
Si consiglia di eseguire un confronto con la pressio-
ne dell'aria effettiva misurata con un barometro.
Parlare con gli studenti delle cause di errore (ad
es. imprecisione della bilancia pesapersone e let-
tura imprecisa del valore, trazione della piastra di
Magdeburgo non in direzione perfettamente
verticale, quantità residua di aria fra le piastre).
Dotazione supplementare necessaria: 1
bilancia pesapersone
11
1
2
.
2
corrisponde a 1 Pa. Poiché il valore calco-
2
8
Fig.1
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