Làm thế nào các đế hút nâng được các vật nặng?

Làm thế nào một thí nghiệm khoa học 370 năm tuổi cung cấp nguyên tắc cho các máy chọn và đặt

Chúng ta đã thấy các đĩa hút chân không nâng các đối tượng trong các nhà máy hoặc triển lãm thương mại và có lẽ ít khi nghĩ đến cách chúng nâng các đối tượng đó. Một số người có thể cho rằng chúng sử dụng chân không để hút đối tượng lên. Nhưng khoa học nói rằng hút không tồn tại, vậy làm thế nào các đĩa hút chân không lại nâng các đối tượng này?

Một thí nghiệm vào thế kỷ 17 có thể giải thích điều này

Vào những năm 1650, một nhà khoa học người Đức tên là Otto Von Guericke đã tiến hành các thí nghiệm tại Magdeburg để minh họa sức mạnh của áp suất khí quyển, ông đã sử dụng hai nửa quả cầu và một bơm chân không mà ông tự làm. Thí nghiệm này được biết đến với tên Thí nghiệm Nửa Quả Cầu Magdeburg (và thiết bị ông đã sử dụng hiện đang được trưng bày tại Bảo tàng Deutsches ở Munich).
The two halves of the copper sphere (the two hemispheres) were 50 cm in diameter and had mating rims.

Hai nửa quả cầu bằng đồng (hai nửa cầu) có đường kính 50 cm và có các khớp ghép vào nhau.

Các nửa quả cầu được ghép lại và được kết dính bằng mỡ. Cầu được nâng và gắn vào hai đội ngựa. Sau đó, một bơm chân không hút khí từ bên trong hai nửa cầu. Sau khi làm xong điều này, hai đội ngựa, tổng cộng 16 con, cố gắng kéo hai nửa quả cầu ra xa nhau. Họ không thể làm được.

Lý do cố gắng không thành công là khi bạn đặt hai nửa quả cầu lại với nhau, áp suất bên trong quả cầu bằng với áp suất bên ngoài. Vì vậy, một người có thể dễ dàng kéo chúng ra xa nhau bằng tay.

Nhưng một khi không khí/áp suất bên trong được loại bỏ, áp suất khí quyển (14.7 psi) tác động vuông góc lên tất cả các bề mặt bên ngoài của hai nửa quả cầu. Lực này có thể ngăn chặn 16 con ngựa kéo hai nửa quả cầu ra xa nhau. Thí nghiệm này đã được lặp lại nhiều lần kể từ những năm 1650. (Có các bộ kit có sẵn để bán nếu bạn muốn thử tại nhà.)

Làm thế nào điều này liên quan đến đĩa hút chân không? Khi chúng ta thấy những đĩa hút nâng một sản phẩm, các cạnh của đĩa hút bẹp lại khí bên trong đĩa hút được loại bỏ. Điều này không phải là hút làm cho nó bẹp; áp suất khí quyển bên ngoài đẩy các cạnh của đĩa hút xuống

Máy hút sản phẩm hoạt động với nguyên tắc áp suất khí quyển giữ sản phẩm chống lại đĩa hút. Áp suất bên trong đĩa hút có áp suất thấp hơn nhiều và do đó có ít lực đẩy xuống lên sản phẩm. Áp suất khí quyển trên các bề mặt sản phẩm mạnh hơn, đẩy sản phẩm lên chống lại đĩa hút. Đây là điều giữ cho sản phẩm được nâng. Đĩa hút là giao diện giữa hệ thống chân không và sản phẩm

Khi chân không được loại bỏ từ đĩa hút và áp suất khí quyển lấp đầy đĩa hút, áp suất phía trên và dưới sản phẩm làm cân bằng, và đĩa hút thả sản phẩm. Đĩa hút cũng trở lại hình dạng ban đầu

Giống như áp suất khí quyển đã giữ cho nửa quả cầu bám lại khi áp suất bên trong bị loại bỏ, áp suất khí quyển giữ sản phẩm chống lại đĩa hút khi áp suất bên trong đĩa hút bị loại bỏ.

Xem thêm:

• Tìm hiểu công tắc áp suất về cấu tạo, nguyên lý và cách điều chỉnh
• Cảm biến áp suất là gì? Ứng dụng thực tế của cảm biến áp lực trong đời sống