Περιεχόμενο
Δεν είναι ένα πουλί, ένα αεροπλάνο ή ακόμα και ο Σούπερμαν. είναι ένα τρένο σφαίρας. Ένα τρένο maglev αβένεται πάνω από το έδαφος και προωθείται με ταχύτητες μέχρι και 300 μίλια ανά ώρα από ισχυρούς υπεραγώγιμους ηλεκτρομαγνήτες. Ο πειραματισμός με μοντέλα maglev και άλλα προγράμματα μαγνητικής διδασκαλίας είναι ένας καλός τρόπος για τα παιδιά να μάθουν για το μαγνητισμό και την ηλεκτρική ενέργεια.
Κινούμενα κλιπ κινητής
••• Photodisc / Photodisc / Getty ImagesΟ σιδηρομαγνητισμός είναι μια φυσική δύναμη που δημιουργείται από την κίνηση των ηλεκτρονίων. Στα περισσότερα στοιχεία τα περιδινόμενα ηλεκτρόνια συνδυάζονται με άλλα ηλεκτρόνια που κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ορισμένα μέταλλα, όπως ο σίδηρος, έχουν τα περισσότερα από τα ηλεκτρόνια τους που κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση. Αυτό δημιουργεί ένα πεδίο γραμμών μαγνητικής δύναμης το οποίο μπορεί να αποδειχθεί με τη χρήση πλινθωμάτων σιδήρου και μόνιμου μαγνήτη. Τα μέταλλα που προσελκύονται από ένα μαγνητικό πεδίο καλούνται σιδηρομαγνητικά μέταλλα, σύμφωνα με το Georgia State University.
Ένας τρόπος να αποδειχθεί η έλξη των μετάλλων σε ένα μαγνητικό πεδίο είναι να γίνει το πλωτό πείραμα χαρτιού κλιπ. Ο φοιτητής συνδέει έναν μόνιμο μαγνήτη σε ένα μεταλλικό βραχίονα τοποθετημένο σε ένα ράφι ή κιβώτιο. Στη συνέχεια, θα δέσει ένα κομμάτι συμβολοσειράς σε ένα συνδετήρα και θα το τοποθετήσει κάτω από το μαγνήτη. Ο μαγνήτης αναγκάζει το συνδετήρα να σηκωθεί και να επιπλεύσει στο τέλος της χορδής. Τα παιδιά μπορούν να δοκιμάσουν τη δύναμη της μαγνητικής έλξης τραβώντας το σπάγκο για να δουν πόσο μακριά από το μαγνήτη το κλιπ χαρτιού θα επιπλέει.
Διαμαγνητική οδήγηση
Ο διαμαγνητισμός είναι μαγνητική απόρριψη. Ο γραφίτης, μερικά μέταλλα όπως ο μόλυβδος και το βισμούθιο και σχεδόν όλα τα οργανικά υλικά είναι διαμαγνητικά επειδή απωθεί τις μαγνητικές δυνάμεις. Όλα τα οργανικά υλικά παρουσιάζουν μια αδύναμη διαμαγνητική δύναμη που αποκρούει τον μαγνητισμό. Ένα πείραμα που δείχνει γραφικά αυτό χρησιμοποιεί ζωντανή βάτραχο που αναστέλλεται πάνω από ένα ισχυρό ηλεκτρομαγνήτη, σύμφωνα με το High Field Magnetic Laboratory.
Τα παιδιά μπορούν να αποδείξουν τη διαμαγνητική απόρριψη με την οικοδόμηση ενός έργου για τη δημιουργία ενός μικρού μαγνητικού σπανίου χώματος μεταξύ δύο πλακών γραφίτη. Μπορείτε να αγοράσετε τα εξαρτήματα για το έργο ως κιτ ή να δημιουργήσετε το δικό σας. Δύο τεμάχια πυρολιθικού γραφίτη συναρμολογούνται σε ξύλινο πλαίσιο και αναρτώνται κάτω από αυτά μια σειρά φθηνών μαγνητών δακτυλίου για να αντισταθμίσουν τη δύναμη της βαρύτητας στο πείραμα. Στη συνέχεια τοποθετείται ένας μικρός μαγνήτης σπάνιας γης ανάμεσα στις πλάκες γραφίτη όπου θα επιπλέει καθώς απωθείται από τον γραφίτη.
Πλωτά μολύβια
••• Jupiterimages / Photos.com / Getty ImagesΈνα απλό έργο για την επίδειξη μαγνητικής διεύθυνσης χρησιμοποιεί έξι μαγνήτες δακτυλίου, ένα μολύβι και κάποιο πηλό μοντελοποίησης. Έχετε τα παιδιά να συνδέσουν τέσσερις από τους δακτυλίους μαγνήτες σε μια επίπεδη επιφάνεια με κάποια μοντελοποίηση πηλό. Βεβαιωθείτε ότι οι μαγνήτες βρίσκονται σε ίσες αποστάσεις και έχουν την ίδια πόλωση προς τα πάνω. Δύο μαγνήτες δακτυλίου τοποθετούνται πάνω στο μολύβι έτσι ώστε να βρίσκονται στην ίδια απόσταση με τα δύο ζεύγη μαγνητών στην επίπεδη επιφάνεια. Τοποθετήστε μια κάρτα παιχνιδιού στην κορυφή του τραπεζιού πίσω από τους μαγνήτες με λίγο πηλό, ώστε το σημείο μολυβιού να μπορεί να στηριχτεί. Τα παιδιά μπορούν πλέον να τοποθετήσουν το μολύβι πάνω από τους μαγνήτες δακτυλίου και να παρακολουθήσουν καθώς αβάνουν πάνω από την επιφάνεια του τραπεζιού.
Ελαφρά μοντέλα αμαξοστοιχίας
Τα μαγνητικά πεδία της ίδιας πολικότητας αποκλίνουν το ένα το άλλο. Εάν τοποθετήσετε τους βόρειους πόλους δύο μαγνητών ο ένας κοντά στον άλλον, θα απομακρυνθούν ο ένας από τον άλλο. Μια παρόμοια ιδέα χρησιμοποιείται και στα τραίνα των Μαγκλέβ της Ευρώπης, της Ιαπωνίας και της Κίνας.
Τα παιδιά μπορούν να κατασκευάσουν το δικό τους μοντέλο τραίνων maglev με τη χρήση ορισμένων μαγνητών λωρίδων, ταινίας PTFE και αφρού πολυστερίνης. Οι μαγνήτες ταινίας προσδένονται σε ένα κομμάτι αφρού πολυστυρενίου με την ίδια πολικότητα προς τα πάνω και η τροχιά περιβάλλεται από τοίχους από περισσότερο αφρό πολυστερίνης. Η αμαξοστοιχία είναι ένα κομμάτι αφρού με μόνιμους μαγνήτες κολλημένους στο κάτω μέρος με την ίδια πολικότητα στραμμένη προς τα κάτω καθώς η τροχιά έχει στραμμένη προς τα πάνω. Τοποθετήστε το τρένο προς τα κάτω πάνω από την τροχιά και αφήστε το να πιέσει απαλά ώστε να γλιστρήσει κάτω από την τροχιά. Η ταινία PTFE κατά μήκος των τοίχων κάνει την ολίσθηση της αμαξοστοιχίας πιο ομαλή.