Diferencia entre revisiones de «Hemisferios de Magdeburgo»

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Línea 23:
Cabe destacar que el formato esférico es el ideal estructuralmente para soportar la diferencia de presiones, pero mientras soporte esta diferencia, cualquier formato que asegure la estanqueidad es viable.
 
Los dos partes, juntas, son comparables a un cuerpo hueco con el interior al vacío (en la práctica con fracción de la presión atmosférica) y sumergido en un [[fluido]] (aire), que somete al conjunto a una compresión uniforme. La diferencia de presión entre el interior y el exterior del dispositivo crea una fuerza que loslo mantiene unidos. Por supuesto, sólo los componentes normales ([[Perpendicularidad|perpendiculares]]) al plano de contacto entre los dos hemisferios actúan para mantenerlos unidos. La resistencia a la separación, está determinada por la diferencia de presiones y ella áreasuperficie del plano de contacto delimitado por los puntos de contacto.
 
De manera sencilla, responde a la fórmula general
De manera sencilla, responde a la fórmula general <math> F = \Delta p\ S</math>, donde <math> F </math> es la fuerza, <math> \Delta p </math> es la diferencia de presiones (presión exterior menos presión interior) y <math> S </math> el área normal. Para un dispositivo de 25 cm de radio -similar al utilizado por Von Guericke- considerando una presión externa de 1 [[Atmósfera (unidad)|atmósfera]] (101 325 [[Pascal (unidad)|Pa]]) y una presión interna de 0,2 atmósferas, tenemos:
:<math> F = \Delta p\ S</math>
:<math> F = (p_2 - p_1) \pi R^2 = (101325\ \mbox{Pa} - 20265\ \mbox{Pa}) \pi (0.25\ \mbox{m})^2 = 15916\ \mbox{N} = 1622\ \mbox{kgf} </math>
donde <math> F </math> es la fuerza en kilogramos (Kg, como equivalente del kilogramo fuerza, Kgf), <math> \Delta p </math> es la diferencia de presión (presión exterior menos presión interior) en kilogramos por centímetros cuadrados (Kg/cm<sup>2</sup>) y <math> S </math> es la superficie en centímetros (cm<sup>2</sup>), considerando que 1 atmósfera equivale a 1,0332 Kg/cm<sup>2</sup> y por ejemplo, calculamos sobre un dispositivo de 25 cm de radio, similar al utilizado por Von Guericke y, después de ser unidos, llevamos la presión interna a 0,2 [[Atmósfera (unidad)|atm]], tenemos:
Si consideramos un peso promedio de 70 kg por persona, soportaría el peso de aproximadamente unos veintitrés individuos.
:<math> F = (p_2 - p_1) * \pi * R^2 </math>
Reemplazando:
:<math> F = (1.0332 Kg/cm^2 - 0.2066 Kg/cm^2) * \pi * (25 cm)^2 = 1622 Kg </math>
Si consideramosconcideramos un peso promedio de 70 kg por persona, soportaría el peso de aproximadamente unos veintitrés individuos.
{{traducción|art=it:Emisferi di Magdeburgo#Dimostrazione|ci=it}}
Otra demostración<ref>http://www.mdf.fisica.cnba.uba.ar/limbo/index.php?option=content&task=view&id=73 Otro cálculo.</ref> de este experimento requiere del uso de [[cálculo integral]]. Desde la física sabemos que <math> p = F / S </math>, donde <math> p </math> es la presión en [[Pascal (unidad)|Pascal]]es (Pa), <math> F </math> es la fuerza en [[Newton (unidad)|Newton]]s (N) y <math> S </math> la zona en la que la fuerza actúa, tomada en metros cuadrados ([[Metro cuadrado|m<sup>2</sup>]]). Conocemos <math> p </math> y <math> S </math> y queremos averiguar <math> F </math>. Tomando <math>dF=\Delta p dS</math> y considerando sólo el componente vertical, obtenemos <math> dF_z = \Delta p dS_z</math> con <math> dS_z=cos{\theta} dS</math>.