מהו החלק העליון המגנטי?
או חלק עליוןמַגנֶטִי, הנושא את השם המסחרי של לויטרון, הוא צעצוע המשתמש בעקרונות של כוח מגנטי ושל ה אינרציה סיבובית לעשות ריחוף עליון לנגד עינינו.
עקרון העבודה פשוט: בסיס המכיל a 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, בדיוק 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 המקובל 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 הפועל עליו, לעומת זאת, במובן ההפוך, וחייב בהכרח להיות בעל אותו מודול או קרוב מאוד; אחרת, הצעצוע מאבד את שיווי המשקל ונופל.
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 תנועתו הסיבובית ממושך, אך לא נמשך לנצח: למרות שהוא קטן, התנגדות האוויר בסופו של דבר מפיגה חלק מהאנרגיה של 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 עקרון 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
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/piao-magnetico-levitron.htm