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3. Princípios de funcionamento
A terra estä envolta por uma camada de ar, a atmosfe-
ra. Como qualquer outra matéria, as moléculas de ar
estão sujeitas à força de gravidade e concentram-se por
isso na superfície da terra. A pressão atmosférica pro-
duzida pela massa de ar é maior ao nível do mar e di-
minui quanto maior a distância da superfície terrestre.
De forma anäloga aos líquidos, a pressão do ar age so-
bre um corpo uniformemente por todos os lados. Num
corpo aberto existe sempre equilíbrio entre a pressão
interna e externa. Sendo a pressão interna menor do
que a externa, o estado de equilíbrio é restabelecido por
absorção de ar. Também no caso conträrio, quando a
pressão interna é maior do que a externa, existe a
mesma tendência por exaustão de massa. Tratando-se
de um corpo fechado, a força resultante da diferença de
pressão interna e externa age sobre a superfície do cor-
po e tende, no primeiro caso, a amassa-lo, e no
segundo caso dirigida para fora a leva-lo a explodir.
O físico e burgomestre de Magdeburgo Otto von
Guericke foi o primeiro a demonstrar o efeito da pres-
são atmosférica do ar. Os seus ensaios de väcuo come-
çaram a volta de 1650 e chegam ao seu äpice numa
experiência espectacular frente ao Imperador Ferdinand
III em 1654 em Regensburgo: os hemisféri-os de
Magdeburgo. Para isso, Guericke evacuou dois
hemisférios de 42 cm juntos e vedados com tiras de
couro embebidas em óleo e cera. O ar pressionava os
dois hemisférios um contra o outro com tal força que
nem mesmo a potência de 16 cavalos foi capaz de se-
para-los.
4. Utilização
4.1 Demonstração do efeito da pressão do ar
atmosférico
Antes de iniciar a experiência, controlar se hä
eventuais danos no anel de borracha de vedação
ou nas placas.
Efetuar a conexão entre a bomba manual
placa de Magdeburgo
Para tal, inserir os conectores de mangueira uns
nos outros e junta-los girando e pressionando le-
vemente com os dedos.
Colocar o anel de borracha de vedação desejado
sobre a placa e pressionar as placas uma contra a
outra.
Ao escolher o anel de menor diâmetro serä mais
fäcil separar as placas puxando. Uma compara-
ção experimental, na qual ambos os anéis de
vedação são utilizados, demonstra que a intensi-
dade da força é dependente da superfície.
Uma segunda pessoa inicia o procedimento de
evacuação com a bomba manual.
Após um curto bombeio, a maior parte do ar entre
as duas placas jä terä sido evacuado.
Demonstrar a ação da pressão atmosférica do ar
puxando as placas.
Ventilar a aparelhagem soltando a conexão à
mangueira na placa de Magdeburgo.
8
e a
3
conforme a ilustr. 1.
3
2
Ilustr.1
4.2 Medição quantitativa
4.2.1 DeterminaØo experimental aproximada da
pressão do ar atmosférico
Montar os aparelhos como indicado no ensaio em
4.1.
Evacuar o ar que se encontra entre as placas.
A pessoa com as placas de Magdeburgo sobe
numa balança de pessoas caseira e observa a
escala en-quanto a segunda pessoa tenta separar
as placas puxando verticalmente para baixo.
Tomar nota do valor observado na balança no
momento da separação das placas.
Para efetuar o cälculo serve a fórmula
pressão = força/superfície
Para determinar a força, a partir da leitura do valor
na balança, subtrair o peso do corpo do peso das
placas de Magdeburgo. Para converter o va-lor em
Newton, multiplicar o valor em kg por 9,8.
A força que pressiona as placas uma contra a ou-
tra corresponde à força exercida pela pressão do
ar sobre a superfície delimitada pelo anel de bor-
racha. Por isso, para determinar a superfície defi-
nir o diâmetro médio do anel de borracha e con-
verter em m
.
2
1 N/m
corresponde a 1 Pa. Sendo que os valores
2
calculados são muito grandes, é recomendävel
converter o resultado em kPa.
Recomenda-se uma comparação com o valor real
da pressão do ar, medida com um barômetro.
Discutir as fontes de erro com os alunos (por
exem-plo, imprecisão da balança caseira e da
leitura dos valores, a placa não é puxada em
perfeita verticalidade, ar residual entre as placas).
Adicionalmente necessário: 1
balança de pessoas caseira
4.2.2 DeterminaØo da força que age sobre as placas de
Magdeburgo com um registrador de dados (logger)
Efetuar as conexões da mangueira conforme a
ilustr. 2.
Conectar o sensor de pressão (por ex. U 44220) e
um barômetro (por ex. U 44300) a um registrador
de dados (por ex. U 44000).
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