Otto von Guericke, fue un físico alemán que vivió en el siglo XVII. En 1654, en la ciudad de Magdeburgo, hizo una espectacular demostración de la inmensa fuerza que la atmósfera podía ejercer. Mostró que cuando dos hemisferios de cobre de 50 centímetros de diámetro perfectamente ajustados eran unidos de manera que formasen una esfera y se hacía el vacío en su interior, dos tiros de ocho caballos cada uno no podían separarlos. Este experimento fue llevado a cabo ante el gobierno imperial de Ratisbona.

En 1672 publicó su obra Experimenta nova, ut vocatur Magdeburgica, de vacuo spatio, donde describe su célebre experimento con los hemisferios de Magdeburgo.

Se ha repetido esta experiencia en numerosas ocasiones y recientemente la hemos vista en “versión gallega” siendo dos yuntas de bueyes los que la llevaron a cabo en el IES Rosalía de Castro en Diciembre de 2010, en el marco del concurso Ciencia en Acción.

Ver vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=Qpi_cWYsLLE

¿Cómo podemos realizar esta experiencia sin tener que meter caballos o bueyes en nuestra casa o en el aula de nuestro centro? ¿Y como podemos llevarla a cabo a muy bajo coste?

Cómo lo hacemos

1. Reducimos el brick a su mínimo volumen haciendo presión sobre el para sacarle todo el aire posible. Cerramos el brick con su tapón.

2. Fijamos con la cinta un clip en el centro de cada cara del brick. Tenemos así la esfera completa de Otto von Guericke preparada para realizar el experimento.

3. Procedemos a coger cada clip con nuestras manos e intentamos “abrir” el brick llevándolo a su forma prismática. Veremos que aún haciendo mucha fuerza apenas somos capaces de lograr ese objetivo.

4. Utilizamos cualquier otro procedimiento que permita enganchar los dos clips de forma más segura e intentamos de nuevo la acción. El resultado no es mucho mejor que con las manos.

5. Si desenroscamos el tapón vermos que no necesitaremos ejercer casi fuerza para separar sin problemas las dos caras.

6. Podemos, finalmente, usar dos dinamómetros (mejor de 100Newtons si es posible) y veremos que haciendo una fuerza de 100 N hacia cada lado somos capaces de que separen las caras solo en su parte central.

Necesitaremos seguramente repetir el proceso de fijación de los clips, o cambiar a otros más resistentes y reforzarlos, añadir más cinta, o cambiar los clips por ganchos que vienen ya sobre bases planas que serán fijadas a las paredes del brick, etc.

¿Por qué ocurre esto?

Como sabemos, es la presión atmosférica la causante de que se produzca este fenómenos y podemos hacer un cálculo sencillo para entender la fuerza necesaria para separar las paredes.

La presión atmosférica tiene un valor de unos 100000 Pa, y si queremos separar una superficie de cada cara de unos 3x3 cm (aproximadamente 10 cm² o 0.001 m²) tenemos por la relación entre presión, fuerza y superficie:

Fuerza = Presión x superficie à Fuerza = 100000 x 0,001 = 100 N

Por tanto, solo para separar una parte pequeña de las dos caras del brick necesitamos una fuerza de 100 Newtons (10 kg-fuerza), lo que es una fuerza considerable.

Podemos finalmente calcular la fuerza que los caballos del experimento original de Otto von Guericke deberían realizar:

Superficie de cada semiesfera = 2 π r² à S = 1.6 m²

Fuerza = Presión x superficie à Fuerza = 100000 x 1.6 = 160000 N

o 16 toneladas-fuerza.

Como había 8 caballos para cada lado, cada uno debía realizar una fuerza equivalente a arrastrar 2 toneladas.

Con razón no fueron capaces.

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Los hemisferios de Magdeburgo