3B SCIENTIFIC PHYSICS 1003496 Manual De Instrucciones página 11

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.
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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