חלק עליון מגנטי (לויטרון)

מהו החלק העליון המגנטי?

או חלק עליוןמַגנֶטִי, הנושא את השם המסחרי של לויטרון, הוא צעצוע המשתמש בעקרונות של כוח מגנטי ושל אינרציה סיבובית לעשות ריחוף עליון לנגד עינינו.

עקרון העבודה פשוט: בסיס המכיל א מַגנֵט קרמיקה ועם שדה מגנטי עז מאוד משמש להדחת מגנט (המיוצר גם בחומר קרמי) בצורת טבעת המותקנת בחלקו העליון. השדות המגנטיים שנוצרים על ידי שני מרכיבי הצעצוע מיושרים מוטות שווה, כך שהכוח המגנטי הדוחה מועדף.

האיזון של לויטרון עדין והריחוף שלו מתרחש בגובה של כ -4 ס"מ מהבסיס. תדירות המהפכה של הצעצוע יכולה להגיע לכ -20 סיבובים בשנייה, אם כן החלק העליון אינו מיושר אופקית לבסיסו או שתדירות הסיבוב שלו משתנה מאוד, הוא מאבד או איזון, ממש כמו צמרת קונבנציונאלית.

החומר המשמש לייצור המגנטים הוא קרמי למניעת הַשׁרָאָה ב שרשראותחשמלי בחלקים המגנטיים שלו, ובכך מקטין את פיזור האנרגיה הקינטית שלו.

איך החלק העליון המגנטי עובד?

החלק העליון הקונבנציונלי נתמך בכוח אנכי, שהוא התגובה ל דְחִיסָה מהקצה המתכתי אל פני השטח. כוח אנכי זה הוא נוֹרמָלִי, נוצר באותו כיוון כמו המשקל, עם כיוון הפוך ואותו מודול.

באופן דומה, כדי שהריחוף יתרחש, הכוח המגנטי בחלקו העליון נוצר באותו כיוון כמו הכוח. משקל שפועל עליו, לעומת זאת, במובן ההפוך, ועליו בהכרח להיות מודול שווה לו או קרוב אליו מאוד; אחרת, הצעצוע מאבד את שיווי המשקל ונופל.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

מהירות הסיבוב הגבוהה של הדף מעניקה לו תכונה של עצמים הנמצאים בתנועה סיבובית: o זְמַן של אינרציה. זוהי כמות התנועה הקשורה לסיבובים ופועלת באופן הבא: ככל שמהירות הסיבוב גבוהה יותר של הניידת, כך שיווי המשקל שלה יהיה יציב יותר, בדומה להתנהגות גלגלי האופניים והאופנועים ב תְנוּעָה.

מכיוון שהחלק העליון המגנטי אינו נתמך על הקרקע, משך תנועת הסיבוב שלו ממושך, אך לא נמשך לנצח: למרות שהוא קטן, התנגדות האוויר בסופו של דבר מפיגה חלק מאנרגיית המכשיר דרך ה- חיכוך.

גורם מגביל נוסף לצעצוע הוא טֶמפֶּרָטוּרָה זמן פעולה: לאחר ערך טמפרטורה מסוים, המגנטים מאבדים את המגנטיות שלהם ואין להם עוד תכונות מגנטיות. טמפרטורה זו נקראת טמפרטורת קירי.

תופעת הריחוף המגנטי, האחראית להפיכתו של לויטרון למעניין כל כך, היא עיקרון המשמש כמה טכנולוגיות, כגון רכבות שצפים על עקבותיהם בגלל הדחייה או המשיכה בין הקטבים המגנטיים. לפיכך, צמרות מגנטיות הן הזמנה לצפות בתופעה פיזיקלית זו בעלת עניין מדעי וטכנולוגי רב.

*נקודות זכות תמונה:מגיטק

מאת רפאל הלרברוק
בוגר פיזיקה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

הלרברוק, רפאל. "חלק עליון מגנטי (לויטרון)"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/piao-magnetico-levitron.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.