Demostración De La Acción De La Presión Atmosférica; Medición Cuantitativa - 3B SCIENTIFIC PHYSICS 1003496 Manual De Instrucciones

1 manguera con válvula de retención 1
pieza en T con válvula de retención 1
pieza en T
1 conector de manguera de recambio
3. Principio de funcionamiento
La tierra está cubierta por una capa de aire: la atmós-
fera. Al igual que sucede con el resto de la materia, la
fuerza de gravedad también atrae las moléculas de aire
y, por tanto, éstas se concentran sobre la superficie te-
rrestre. La presión atmosférica, ejercida por la masa de
aire que rodea la tierra, tiene su mayor valor al nivel del
mar, y disminuye si aumenta la distancia con respecto a
la superficie terrestre. De manera análoga al
comportamiento de los fluidos, la presión atmosfé-rica
actúa homogéneamente sobre todos los lados de un
cuerpo determinado. En un cuerpo que posea una
cavidad abierta, existe siempre un equilibrio entre la
presión externa e interna del aire. Si la presión interna
se vuelve menor a la externa, fluirá aire hacia el inte-rior,
con lo que se restablecerá el equilibrio. También en el
caso contrario, si la presión interna se torna ma-yor a la
externa, se mantiene la misma tendencia de equilibrio
puesto que el aire fluirá hacia el exterior. Si la cavidad
del cuerpo se encuentra cerrada, en el pri-mer caso, la
fuerza resultante de la diferencia de pre-sión entre el
exterior y el interior actúa sobre la super-ficie del cuerpo,
apretándolo, y, en el segundo caso, se ejerce una
presión hacia afuera, la cual tiende a pro-vocar la
explosión del cuerpo.
El físico y burgomaestre de Magdeburgo, Otto von
Guericke, fue el primero en demostrar la acción de la
presión atmosférica. Sus experimentos sobre el vacío
empezaron en 1650 y llegaron a la cima con el espec-
tacular experimento del año 1654, en Regensburgo,
en presencia del emperador Ferdinand III: Las
semiesferas de Magdeburgo. Guericke evacuó dos
semiesferas de cobre, de un diámetro de 42 cm,
hermetizadas gracias a una junta formada por una
correa de cuero impregnada de aceite y cera. El aire
mantuvo unidas las semiesferas con tal fuerza que ni
siquiera 16 caballos consiguieron separarlas.
4. Servicio
4.1 Demostración de la acción de la presión
atmosférica

Antes del experimento se debe comprobar que las
juntas anulares de goma y las placas no pre-
senten daños.

Realizar la conexión entre la bomba de mano
y la placa de Magdeburgo
en la figura 1.

Unir los conectores de manguera, ejerciendo pre-
sión con los dedos y girándolos para fijarlos.

Colocar la junta anular de goma deseada sobre la
placa y presionar las dos placas entre sí.

Si se selecciona la junta anular de menor diáme-
tro, será más fácil separar las dos placas al tirar
8
3
tal como se muestra
1 4
de ellas. Una comparación experimental, en la
que se empleen las dos juntas, una tras otra, de-
mostrará la dependencia entre fuerza y superfi-
cie.

Una segunda persona debe iniciar el proceso de
evacuación del aire con la bomba de mano.

Tras una corta secuencia de bombeo se evacua
casi todo el aire entre las placas.

Demostrar la acción de la presión atmosférica tra-
tando de separar las placas.

Airear las placas de Magdeburgo separando la
conexión de manguera.
3 2
Fig.1
4.2 Medición cuantitativa
4.2.1 Aproximada determinación experimental de la
presión atmosférica

Montar el equipo como en 4.1.

Evacuar el aire entre las placas.

La persona que sostenga las placas de
Magdeburgo debe subirse a una balanza personal
y observar la escala, mientras la segunda persona
intenta se-parar
perpendicularmente hacia el suelo.

Anotar el valor leído en la balanza al tratar de
separar las placas.

Para el cálculo se utiliza la siguiente fórmula:
Presión = fuerza / superficie

Para determinar la fuerza se debe restar del valor
leído el peso corporal y el peso de las placas de
Magdeburgo. Para convertir el valor de kg a
newtons se lo multiplica por 9,8.

La fuerza con la que las placas se adhieren co-
rresponde a la fuerza ejercida por la presión del
aire sobre la superficie limitada por la junta anu-lar.
Por tanto, para determinar la superficie se debe
determinar el diámetro interior de la aran-dela y
convertirlo a m .
2

1 N/m corresponde a 1 Pa. Dado que el valor cal-
2
culado es muy grande, se recomienda transfor-mar
el resultado a kPa.
1
8
las placas, halando