...unkorrekte Bildunterschrift MZ 04.01. S.2 oben

(Foto: http://www.google.de/imgres?q=magdeburger+halbkugeln&hl=de&sa=X&tbo=d&biw=978&bih=569&tbm=isch&tbnid=fJFCU8hAP9nIWM:&imgrefurl=http://www.laurentianum.de/physikmuseum/magdeburg.htm&docid=1Q5Rhf-SvfTH7M&imgurl=http://www.laurentianum.de/physikmuseum/images)

MZ, vom 04.01.2013 S. 2 oben: Eine sinnentstellende Überschrift



Sehr geehrte Damen und Herren Redakteure,
• mit dem Halbkugelversuch von Otto von Guericke kann kein Nachweis des Vakuums geführt werden, sondern der Nachweis, dass die Luft mit einer Kraft, Druckkraft auf die Erdoberfläche drückt. Denn ein Vakuum ist ein luftleerer Raum, in dem der Luftdruck im Raum gegen Null geht.
In der Geschichte gingen Physiker oft davon aus: „Die Luft hat kein Gewicht, sie drückt mit keiner Kraft auf die Erdoberfläche, denn wir spüren keine Druckwirkung auf uns Menschen“. Das ist aber falsche Annahme. Mit seinem Experiment wollte Guericke zeigen, dass die Luft mit ihrer Druckkraft auf die Erde wirkt.

Exp. mit den Magdeburger Halbkugeln

Der durch die Luftpumpe erzeugte luftverdünnte Raum (Guerickesche Leere, Vakuum) dient dazu, den Druck der Luft zur Anschauung zu bringen. Zwei Halbkugeln, die man luftdicht aneinander fügt und dann auspumpt, haften mit großer Kraft aneinander. Beträgt der Radius der Kugel 10 cm, so ist ihr Querschnitt 314 cm2, und da die Luft auf 1 cm2 mit einer Kraft von etwa ≈ 10 N drückt, so werden die beiden Hälften mit einer Kraft von 3140 N aneinander gepresst. Die »Magdeburger« Halbkugeln, mit welchen Otto v. Guericke auf dem Reichstag von Regensburg (1654) experimentierte, hatten ¾ Magdeburger Elle (≈40 cm) innerer Weite und konnten kaum von 16 kräftigen Pferden auseinander gerissen werden.
Literatur: https://peter-hug.ch/lexikon/guerickeschehalbkugel...
zu+%C3%B6ffnen#H.07_0903.0075

Mit dem Erkennen des realen Luftdruckes kam Guericke 1656 auch auf die Idee, kräftige Männer an den nur zusammengelegten und luftleer gepumpten Halbkugeln ziehen zu lassen.

Wir leben aber unter einer Luftschicht, die mit einem Druck von ca. 1013 hPa = 101 300 N/m2 oder ca. 760 Torr auf die Erdoberfläche wirkt (oftmals sind diese Einheiten des Luftdrucks am Barometer angegeben). Welche Kraft drückt die beiden Halbkugeln zusammen, bzw. wie groß ist der Schweredruck der Luft, der die luftleeren Halbkugeln zusammenpresst.
1. Vorüberlegung: Für den Schweredruck p, gilt: p= F/A drückende Kraft F und Fläche A auf die die Kraft wirkt.
2. Einheiten: [p} = 1 Pa (Druck in Pascal) , [F] = 1 N = 1 kgm/s2 (Kraft in Newton); [A] = 1 m2 (Fläche).
3. Weitere Überlegung: Ein Körper mit einer Masse von 1 kg drückt auf seine Unterlage mit einer Kraft von 9,81 N ≈ 10 N (mit dieser Annahme rechnen wir weiter).
4. Lösung: aus p = F/A folgt F = p*A, mit Luftdruck p = 101 300 N/m2 folgt F = 101 300 N/m2*1 m2.
Ergebnis: Es wirkt eine Druckkraft der Luft von 101 300 N auf eine Fläche von 1 m2.
Vergleichbar ist das Ergebnis, als ob ein Körper mit einer Masse von 10 130 kg ≈ 10 t auf eine Fläche von 1 m2 drückt, d.h. auf eine Fläche von 1 cm2 drückt ein Körper mit einer Masse von 1,013 kg.

Angenommen 2/3 Ellen ca. 0,40 m entsprach der Durchmesser der Halbkugeln von Guericke. Der Querschnitt (Kreisfläche) einer Halbkugel ist: A0 = d2/4*π, die Querschnittsfläche beträgt ≈ 0,12566 m2.
Die beiden Hälften werden mit einer Kraft von 12 729,7 N zusammengepresst.
Das umgekehrte Experiment zum Nachweis, dass Luft eine Gewichtskraft hat:
Ein verschließbarer Glaskolben wird luftleer gepumpt und am Federkraftmesser wird die Gewichtskraft ermittelt.
Das Ventil wird geöffnet, Luft strömt in den Glaskolben. Der Federkraftmesser zeigt eine Gewichtszunahme an.

L.G.
Bernd M.
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Bernd Müller aus Halle (Saale) | 11.01.2013 | 16:57   Melden
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