Question

У відомому експерименті з магдебурзькими півкулями 16 коней (по 8 з кожного боку) не змогли відірвати півкулі одна від одної. А яку силу потрібно прикласти до півкуль, щоб їх відірвати? Усередині півкуль, діаметр яких становить 35,5 см, 1/8 створювалось розрядження в атмосферного тиску.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

У експерименті з магдебурзькими півкулями, в якому використовується півкульова конструкція, між півкулями створюється роздільний пустир, який розряджається для створення вакууму або зниженого тиску. Сила, яка тримає ці півкулі разом, обумовлена атмосферним тиском, і відомо, що стандартний атмосферний тиск приблизно дорівнює 101,3 кПа.

Діаметр півкуль становить 35,5 см, що відповідає радіусу (r) 17,75 см (0,1775 м). Площа кожної півкулі може бути обчислена як площа поверхні сфери:

A = 4πr².

Тепер ми можемо знайти площу однієї півкулі:

A = 4π(0,1775 м)² ≈ 0,398 м².

Тиск (P), який діє на зовнішню поверхню кожної півкулі, обумовлений атмосферним тиском, може бути обчислений за допомогою формули:

P = F/A,

де F - сила, яка діє на поверхню півкулі.

Ми знаємо, що тиск становить приблизно 101,3 кПа (або 101,300 Па).

101,300 Па = F/0,398 м².

Тепер ми можемо знайти силу F:

F = 101,300 Па * 0,398 м² ≈ 40,297 Н.

Отже, для відірвання півкуль від один одної потрібно прикласти силу приблизно 40,297 Н (ньютонів).

Answer 2

Відомий експеримент з магдебурзькими півкулями, також відомий як експеримент Торрічеллі, проводився у 17 столітті і був винайдений вченим Евангелісто Торрічеллі.

Експеримент полягає у з'єднанні двох півкуль (котлів) з діаметром 35,5 см, які заливають повітрям та з'єднують між собою, утворюючи йоскесу. Потім одну півкулю піднімають вгору і запирають, створюючи вакуум у йоскесі.

Отримані результати експерименту пояснюються законом Паскаля, який стверджує, що тиск, зроблений на рідину в закритому судині, рівномірно розподіляється по всій її поверхні. У цьому випадку, повітря на зовнішній стороні півкуль тисне з усіх боків, тоді як усередині півкуль, де створений вакуум, тиск відсутній.

Отже, щоб відірвати півкулі одна від одної, потрібно прикласти силу, яка перевершує силу атмосферного тиску, що створений зовні півкуль. Нормальний атмосферний тиск на рівні моря становить близько 101325 Па (паскаль). Таким чином, сила, яку потрібно прикласти для відштовхування півкуль, буде 101325 Па помноженою на площу півкуль.

Аби точно розрахувати необхідну силу, потрібно знати площу півкуль, в якій діаметр становить 35,5 см або 0,355 метра. Площа круга розраховується за формулою A = πr², де r - радіус круга.

t=0,355/2=0,1775 м A = π(0,1775)² = 0,09937 м²

Тепер ми можемо розрахувати необхідну силу, яку потрібно прикласти для відштовхування півкуль згідно із законом Паскаля:

F = P * A F = 101325 Па * 0,09937 м² F = 10065 Н (ньютон)

Таким чином, щоб відірвати півкулі одна від одної в магдебурзькому експерименті, необхідно прикласти силу близько 10065 Н (ньютон).