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Emisferi di Magdeburgo

Note per l'allestimento dell'esperimento

Usare il tubo di collegamento trasparente e lungo.

Assicurarsi che tutte le giunzioni siano ben chiuse.

Chiedere a coppie di studenti di provare a separare le sfere una volta creato il vuoto al loro interno.

Gli emisferi di Magdeburgo sono una coppia di emisferi con bordi perfettamente combacianti. Quando vengono incastrati tra loro e viene aspirata via l'aria, al loro interno si forma il vuoto.

Furono progettati nel 1650 da Otto von Guericke, che con essi volle fornire una dimostrazione della macchina pneumatica che aveva inventato, la prima pompa a vuoto al mondo (il primo vuoto creato artificialmente era stato realizzato da Torricelli quanche anno prima).

Gli emisferi originali hanno un diametro di circa 60 centimetri. Uno di essi ha un tubo con una valvola di chiusura, che va collegato alla pompa. Nel momento in cui l'aria viene estratta e la valvola viene chiusa, il tubo può essere staccato e gli emisferi restano saldati tra loro grazie alla pressione atmosferica. La forza che li tiene fermi è uguale all'area descritta dal loro bordo (che per un cerchio di diametro di 50 centimetri vale circa 0,2 m²), moltiplicata per la differenza di pressione tra l'interno e l'esterno (pari alla pressione atmosferica, che su una superficie di 1 m² esercita una forza di circa 100000 N); nel caso in esame sono in gioco, pertanto, circa 20000 N su una superficie di circa 0,2 m², l'equivalente della forza necessaria per trascinare una autovettura o un piccolo elefante.

La formula per calcolare la forza risultante sugli emisferi è:

Von Guericke eseguì l'esperimento degli emisferi l'8 maggio 1654 a Ratisbona alla presenza del Reichstag e dell'imperatore Ferdinando III; in quell'occasione vennero impiegati 30 cavalli, divisi in due gruppi di 15, che non riuscirono a dividere gli emisferi finché non fu riaperta la valvola ed eliminato così il vuoto. Nel 1656 fu ripetuto con 16 cavalli nella sua città natale, Magdeburgo.