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    馬德堡壓力球

將兩個直徑10公分的塑膠半圓球相接合,再用幫浦抽出球內空氣,你會發現要拉開此兩半球是很困難的!但將空氣由幫浦中流入時,卻又很輕易地即可將兩半球拉開!你知道這是為什麼嗎?

 

實驗演示


演示影片一(實驗演示影片)

演示影片二(實驗演示影片)


實驗原理


由於氣體分子不斷地碰撞器壁,故有動量變化而產生壓力。如圖一所示,當球殼內外皆存在著氣體時,球殼表面內外皆受到氣體之作用力而有所抵銷,故可輕易地分開兩半球。不過,當球殼內部存在之氣體密度趨近於0時,則球殼所受之合力為外部大氣所施加的作用力。

但僅於施力方向上的作用力為有效,故所需拉力=內外氣壓差×半球的截面積

相當於一個成年男子的體重,難怪掛重如此多的水瓶也無法將兩半球分開! 

 

 

 

問題討論


1.生活中是否有相同原理之應用例子?

2.在太空船內,所有的密閉容器都得打個洞,這是為何?

 

相關連結


科學文選41 - 蔡木山:有趣的大氣壓力 

維基百科-馬德堡半球