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Bedienungsanleitung

3B SCIENTIFIC® PHYSICS

U45054 Magdeburger Platten

7/03 ALF

Kompletter Gerätesatz zur Durchführung des histori-

schen Versuchs von Guericke zur Wirkung des atmos-

phärischen Luftdrucks im Demonstrations- und

Praktikumsversuch.

1. Sicherheitshinweise

• Nicht versuchen die evakuierten Platten mit Werk-

zeug auseinander zu hebeln.

• Nicht versuchen mit Hilfe von Seilen oder ähnli-

chem die Platten zu trennen, da sie, wenn sie sich

trennen, zu Geschossen werden können.

• Hinter den Personen, die versuchen die Magde-

burger Platten zu trennen, sollte genug freier Raum

sein.

• Beim Herstellen der Schlauchverbindungen keine

große Kraft aufwenden. Schlauchverbinder nur mit

Fingerdruck zusammenstecken.

• Beim Belüften der Platten die Apparatur festhalten,

so dass eine Beschädigung durch Herunterfallen

der Platten vermieden wird.

• Darauf achten, dass die Innenflächen der Platten

nicht verkratzt werden.

• Zur Reinigung nur warmes Wasser mit etwas Spül-

mittel verwenden. Niemals Lösungsmittel.

2. Beschreibung, technische Daten

Der Gerätesatz Magdeburger Platten besteht aus zwei

Acrylglasplatten mit Handgriffen und eingelegtem

Gummiring, die grobvakuumdicht zusammengesetzt

werden können. Zwei verschieden große Dichtungsrin-

ge erlauben den Vergleich der Wirkung des atmosphä-

rischen Luftdrucks bei verschieden großen Kontakt-

flächen. Eine Platte ist mit einem Flansch zum An-

schluss eines Plastikschlauchs zum Evakuieren verse-

hen. Die Evakuierung erfolgt durch eine einfache Hand-

pumpe. Die Verbindung zur Handpumpe erfolgt über

Plastikschläuche mit eingebauten Einwegventilen.

Über ein zusätzliches T-Stück lässt sich ein Drucksensors

(z.B. U44220) zur Messwertaufnahme mit einem Inter-

face (z.B. LabPro U44000) anschließen.

Der Vorteil der Magdeburger Platten gegenüber den

üblichen im Unterricht benutzten Halbkugeln liegt

darin, dass, bedingt durch das flache Design, alle Kräf-

te parallel auf die Platten wirken und sich so einfache

Berechnungen der Kräfte durchführen lassen.

Acrylglasplatten: 13 mm x 97 mm Ø

Dichtungsringe: 5 mm x 85 mm Ø

innen

und 95 mm Ø

außen

5 mm x 50 mm Ø

innen

und 60 mm Ø

außen

2.1 Lieferumfang

2 Acrylglasplatten mit Handgriffen

2 Gummidichtungsringe mit verschiedenem Durchmesser

1 Handpumpe in Aufbewahrungsbehälter

1 Schlauch mit Einwegventil

1 Schlauch mit T-Stück und Einwegventil

1 T-Stück

1 Ersatzschlauchverbinder

1 Schlauch mit T-Stück und Einwegventil

2 Schlauch mit Einwegventil

3 Acrylglasplatte mit Flansch zum Anschluss der

Schlauchverbindung

4 Acrylglasplatte

5 Gummidichtungsringe

6 T-Stück

7 Ersatzschlauchverbinder

8 Handpumpe

7 8

Summary of content (18 pages)

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® 3B SCIENTIFIC® PHYSICS U45054 Magdeburger Platten Bedienungsanleitung 7/03 ALF 4 3 2 1 5 6 7 1 2 3 Schlauch mit T-Stück und Einwegventil 4 5 6 7 8 Acrylglasplatte Schlauch mit Einwegventil Acrylglasplatte mit Flansch zum Anschluss der Schlauchverbindung Gummidichtungsringe T-Stück Ersatzschlauchverbinder Handpumpe 8 Kompletter Gerätesatz zur Durchführung des historischen Versuchs von Guericke zur Wirkung des atmosphärischen Luftdrucks im Demonstrations- und Praktikumsversuch.
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• 3. Funktionsprinzip Die Erde ist umgeben von einem Luftmantel, der Atmosphäre. Die Luftmoleküle sind wie alle anderen Stoffe der Schwerkraft ausgesetzt und konzentrieren deshalb an der Erdoberfläche. Der atmosphärische Druck, der von der Luftmasse ausgeübt wird, ist auf Meereshöhe am größten und nimmt mit steigender Entfernung von der Erdoberfläche ab. Analog zu Flüssigkeiten wirkt der Luftdruck gleichmäßig von allen Seiten auf einen Körper.
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4.2.2 Bestimmung der Kraft, die auf die Magdeburger Platten wirkt mit einem Datenlogger • Schlauchverbindungen gemäß Abb.2 herstellen. • Den Drucksensor (z.B. U 44220) und ein Barometer (z.B. U 44300) an einen Datenlogger (z.B. U 44000) anschließen. • Die Luft zwischen den Platten evakuieren. • Die Kraft, die auf die Magdeburger Platten wirkt lässt sich durch die Gleichung Kraft = Druck x Fläche bestimmen.
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® 3B SCIENTIFIC® PHYSICS U45054 Magdeburg Plates Instruction Sheet 7/03 ALF 4 3 1 2 3 4 5 6 7 8 2 1 5 6 7 Hose with T-piece and valve Hose with valve Transparent acrylic plate with flange for hose attachment Transparent acrylic plate Rubber sealing rings T-piece Spare hose connector Hand pump 8 Complete set of equipment for conducting Guericke’s historical experiment to show the effect of atmospheric pressure. The experiment can be performed as a demonstration or as a student practical.
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3. Operating principle 1 A protective mantle of air called the atmosphere surrounds the earth. The air molecules like all other materials are subject to the force of gravity and thus become concentrated at the earth’s surface. The atmospheric pressure, which is exerted by the air mass, is highest at sea level and gradually decreases with increasing distance from the earth’s surface. Air pressure like any liquid exerts equal and constant pressure on all sides of an object.
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• • • • • • • Pump out the air between the plates. The force acting on the Magdeburg plates can be determined by the equation Force = Pressure x Area. It should be noted that some residual air remains between the plates that acts against the atmospheric pressure. This should be considered when calculating the force: Force = (Atmospheric pressure – Residual pressure) x Area Use the pressure sensor to work out the pressure due to the residual air between the plates.
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® 3B SCIENTIFIC® PHYSICS U45054 Plaques de Magdebourg Instructions d‘utilisation 7/03 ALF 4 3 1 2 3 4 5 6 7 8 2 1 5 6 7 Tuyau avec pièce en T et soupape à une voie Tuyau avec olive à une voie Plaque en verre acrylique avec bride pour le raccord du tuyau Plaque en verre acrylique Anneaux d’étanchéité en caoutchouc Pièce en T Raccord pour tuyau de rechange Pompe manuelle 8 tes permettent de comparer l’effet de la pression atmosphérique avec des surfaces de contact de différentes tailles.
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3. Principe du fonctionnement • La Terre est enveloppée dans de l’air, l’atmosphère. Comme toutes les autres substances, les molécules d’air subissent l’attraction terrestre et se concentrent pour cette raison à la surface de la Terre. La pression atmosphérique exercée par la masse d’air est la plus importante au niveau de la mer et diminue au fur et à mesure qu’on s’en éloigne. Comme les liquides, la pression d’air exerce une action uniforme sur tous les côtés d’un corps.
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Articles complémentaires nécessaires : 1 enregistreur LabPro U44000 1 capteur de pression U44220 1 baromètre U44300 4.2.2 Détermination avec un enregistreur de la force exercée sur les plaques de Magdebourg • Raccorder les tuyaux comme le montre la figure 2. • Brancher le capteur de pression (par ex. U 44220) et un baromètre (par ex. U 44300) à un enregistreur (par ex. U 44000). • Evacuer l’air entre les plaques.
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® 3B SCIENTIFIC® PHYSICS U45054 Piastre di Magdeburgo Istruzioni per l’uso 7/03 ALF 4 3 2 1 5 6 7 1 2 3 Tubo con raccordo a T e valvola a una via 4 5 6 7 8 Piastra in vetro acrilico Tubo con valvola a una via Piastra in vetro acrilico con flangia per il collegamento agli attacchi dei tubi Guarnizioni di tenuta in gomma Raccordo a T Connettore per tubi di ricambio Pompa manuale 8 Kit completo per l’esecuzione dell’esperimento storico di Guericke, per dimostrare l’effetto della pressione atmosf
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• 3. Principio di funzionamento La Terra è circondata da uno strato d’aria, l’atmosfera. Le molecole presenti nell’aria sono sottoposte, come tutta la materia in generale, alla forza di gravità e si concentrano quindi sulla superficie terrestre. La pressione atmosferica esercitata dalla massa d’aria è massima a livello del mare e diminuisce man mano che ci si allontana dalla superficie della Terra.
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4.2.2 Determinazione della forza esercitata sulle piastre di Magdeburgo mediante un logger di dati • Eseguire il collegamento dei tubi come illustrato nella fig.2. • Collegare un sensore di pressione (ad es. U 44220) e un barometro (ad es. U 44300) a un logger di dati (ad es. U 44000). • Creare il vuoto eliminando l’aria fra le piastre. • La forza esercitata sulle piastre di Magdeburgo viene calcolata con l’equazione forza = pressione x superficie.
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® 3B SCIENTIFIC® PHYSICS U45054 Placas de Magdeburgo Instrucciones de uso 7/03 ALF 4 3 2 1 5 6 7 1 2 3 Pieza en T con válvula de retención 4 5 6 7 8 Placa de acrílico Manguera con con válvula de retención Placa de acrílico con brida para conexión de manguera Juntas anulares de estanqueidad Pieza en T Conector de manguer de recambio Bomba de mano 8 Equipo completo para la realización del experimento histórico de Guericke, sobre la acción de la presión atmosférica, en experimentos de demostraci
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de ellas. Una comparación experimental, en la que se empleen las dos juntas, una tras otra, demostrará la dependencia entre fuerza y superficie. 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 tratando de separar las placas. Airear las placas de Magdeburgo separando la conexión de manguera.
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• • Se recomienda también una comparación con la presión atmosférica efectiva, medida con un barómetro. Discutir con los alumnos las causas de los errores en el resultado (p. ej.: imprecisión de la balanza y de la lectura o, si al tirar de la placa, ésto no se hizo de una manera exactamente perpendicular, o presencia de restos de aire entre las placas). Se requiere adicionalmente: 1 balanza personal 4.2.
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® 3B SCIENTIFIC® PHYSICS U45054 Placas de Magdeburgo Instruções para o uso 7/03 ALF 4 3 2 1 5 6 7 1 2 3 Mangueira com peça em T e válvula unidirecional 4 5 6 7 8 Placa de acrílico transparente Mangueira com válvula unidirecional Placa de acrílico transparente com flange para inserção do conector da mangueira Anéis de borracha de vedação Peça em T Conector para mangueira sobressalente Bomba manual 8 Conjunto completo de aparelhos para a execução da experiência histórica de Guericke sobre o efe
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3. Princípios de funcionamento 1 A terra está envolta por uma camada de ar, a atmosfera. Como qualquer outra matéria, as moléculas de ar estão sujeitas à força de gravidade e concentram-se por isso na superfície da terra. A pressão atmosférica produzida pela massa de ar é maior ao nível do mar e diminui quanto maior a distância da superfície terrestre. De forma análoga aos líquidos, a pressão do ar age sobre um corpo uniformemente por todos os lados.
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• • • • • • • Evacuar o ar retido entre as placas. A força que age sobre as placas de Magdeburgo pode ser determinada através da equação força = pressão x superfície. Ao faze-lo, deve-se levar em consideração o ar residual que resta entre as placas e que age em contra da pressão atmosférica. Isto deve ser levado em conta ao determinar a força: força = (pressão do ar – pressão residual) x superfície Determinar a pressão residual entre as placas com sensor de pressão.