Zawartość
To nie jest ptak, samolot ani nawet Superman; to jest pocisk. Maglev pociąg lewituje nad ziemią i jest napędzany z prędkością do 300 mil na godzinę przez potężne elektromagnesy nadprzewodzące. Eksperymentowanie z modelami Maglev i innymi projektami lewitacji magnetycznej jest dobrym sposobem dla dzieci na poznanie magnetyzmu i elektryczności.
Pływające spinacze do papieru
••• Photodisc / Photodisc / Getty ImagesFerromagnetyzm to naturalna siła wytwarzana przez ruch elektronów. W większości elementów spinające elektrony są sparowane z innymi elektronami poruszającymi się w przeciwnym kierunku. Niektóre metale, takie jak żelazo, mają większość elektronów poruszających się w tym samym kierunku. Tworzy to pole linii siły magnetycznej, które można wykazać za pomocą opiłków żelaza i magnesu stałego. Według Georgia State University metale przyciągane przez pole magnetyczne nazywane są metalami ferromagnetycznymi.
Sposobem wykazania przyciągania metali do pola magnetycznego jest eksperyment z pływającym spinaczem do papieru. Uczeń przymocowuje magnes stały do metalowego wspornika zamontowanego na półce lub pudełku. Następnie przywiąże kawałek sznurka do spinacza biurowego i umieści go pod magnesem. Magnes powoduje, że spinacz podnosi się i unosi na końcu sznurka. Dzieci mogą przetestować siłę przyciągania magnetycznego, ciągnąc za sznurek, aby zobaczyć, jak daleko od magnesu unosi się spinacz do papieru.
Lewitacja diamagnetyczna
Diamagnetyzm to odpychanie magnetyczne. Grafit, niektóre metale, takie jak ołów i bizmut, i prawie wszystkie materiały organiczne są diamagnetyczne, ponieważ odpychają siły magnetyczne. Cały materiał organiczny wykazuje słabą siłę diamagnetyczną, która odpycha magnetyzm. Jeden z eksperymentów, który graficznie to pokazuje, wykorzystuje żywą żabę zawieszoną na silnym elektromagnesie, zgodnie z High Field Magnetic Laboratory.
Dzieci mogą wykazać odpychanie diamagnetyczne, budując projekt lewitacji małego magnesu ziem rzadkich między dwiema płytkami grafitowymi. Możesz kupić części do projektu jako zestaw lub zbudować własny. Dwa kawałki grafitu pirolitycznego zamontowano na drewnianej ramie, a pod nimi zawieszono szereg niedrogich magnesów pierścieniowych, aby przeciwdziałać sile grawitacji w eksperymencie. Mały magnes ziem rzadkich jest następnie umieszczany pomiędzy płytkami grafitowymi, gdzie będzie unosił się w miarę odpychania przez grafit.
Pływające Ołówki
••• Jupiterimages / Photos.com / Getty ImagesProsty projekt mający wykazać lewitację magnetyczną wykorzystuje sześć magnesów pierścieniowych, ołówek i trochę gliny modelarskiej. Niech dzieci przymocują cztery magnesy pierścieniowe do płaskiej powierzchni za pomocą gliny modelarskiej. Upewnij się, że magnesy są rozmieszczone w równej odległości od siebie i mają tę samą biegunowość skierowaną do góry. Dwa ołówkowe magnesy są umieszczone na ołówku, tak aby były w tej samej odległości od siebie, co dwie pary magnesów na płaskiej powierzchni. Przymocuj kartę do gry do blatu za magnesami za pomocą gliny, aby piórnik mógł na niej oprzeć. Dzieci mogą teraz umieścić ołówek nad magnesami pierścieniowymi i patrzeć, jak unosi się nad blatem stołu.
Lewitujące modele pociągów
Pola magnetyczne o tej samej polaryzacji odpychają się. Jeśli umieścisz bieguny północne dwóch magnesów blisko siebie, odepchną się one od siebie. Podobna koncepcja jest stosowana w pociągach Maglev w Europie, Japonii i Chinach.
Dzieci mogą budować własne modele pociągów maglev za pomocą magnesów paskowych, taśmy PTFE i pianki polistyrenowej. Magnesy taśmowe przykleja się do kawałka pianki polistyrenowej o tej samej biegunowości skierowanej do góry, a tor jest otoczony ściankami wykonanymi z większej ilości pianki polistyrenowej. Pociąg jest kawałkiem pianki z magnesami trwałymi przyklejonymi do spodu z tą samą biegunowością skierowaną w dół, jak tor skierowany jest w górę. Umieść pociąg nad torem i delikatnie go popchnij, aby ślizgał się po torze. Taśma PTFE wzdłuż ścian sprawia, że pociąg ślizga się płynniej.