مشاريع التحليق المغناطيسي للأطفال

انها ليست طائر ، طائرة أو حتى سوبرمان. إنه قطار سريع. يرتفع قطار مغناطيسي مغناطيسي فوق الأرض ويتم دفعه بسرعات تصل إلى 300 ميل في الساعة بواسطة مغناطيس كهربائي قوي فائق التوصيل. تعد تجربة نماذج مغناطيسية مغناطيسية ومشاريع الرفع المغناطيسي الأخرى طريقة جيدة للأطفال للتعرف على المغناطيسية والكهرباء.

•••فوتوديسك / فوتوديسك / جيتي إيماجيس

المغناطيسية الحديدية هي قوة طبيعية ناتجة عن حركة الإلكترونات. في معظم العناصر ، يتم إقران الإلكترونات التي تدور مع إلكترونات أخرى تتحرك في الاتجاه المعاكس. بعض المعادن ، مثل الحديد ، لديها معظم إلكتروناتها تتحرك في نفس الاتجاه. هذا يخلق مجالًا من خطوط القوة المغناطيسية التي يمكن إثباتها باستخدام برادة حديدية ومغناطيس دائم. تسمى المعادن التي تنجذب إلى المجال المغناطيسي بالمعادن المغناطيسية الحديدية ، وفقًا لجامعة ولاية جورجيا.

تتمثل إحدى طرق إظهار جاذبية المعادن في المجال المغناطيسي في إجراء تجربة مشبك الورق العائم. يقوم الطالب بتوصيل مغناطيس دائم بقوس معدني مركب على رف أو صندوق. سيقوم بعد ذلك بربط قطعة من الخيط بمشبك ورق ويضعها أسفل المغناطيس. يتسبب المغناطيس في ارتفاع مشبك الورق وتطفو في نهاية السلسلة. يمكن للأطفال اختبار قوة الجذب المغناطيسي عن طريق سحب الخيط لمعرفة مدى بعد المغناطيس الذي سيطفو فيه مشبك الورق.

نفاذية المغناطيسية هي تنافر مغناطيسي. الجرافيت ، وبعض المعادن مثل الرصاص والبزموت وجميع المواد العضوية تقريبًا نفاذية مغناطيسية لأنها تصد القوى المغناطيسية. تُظهر جميع المواد العضوية قوة مغناطيسية ضعيفة تصد المغناطيسية. إحدى التجارب التي توضح ذلك بيانياً تستخدم ضفدعًا حيًا معلقًا فوق مغناطيس كهربائي قوي ، وفقًا لمختبر مغناطيسي عالي المجال.

يمكن للأطفال إثبات التنافر المغناطيسي من خلال بناء مشروع لرفع مغناطيس أرضي نادر صغير بين لوحين من الجرافيت. يمكنك شراء الأجزاء الخاصة بالمشروع كمجموعة أو إنشاء مجموعة خاصة بك. تم تركيب قطعتين من الجرافيت الحراري على إطار خشبي ، كما تم تعليق سلسلة من المغناطيس الحلقية الرخيصة تحتها لمواجهة قوة الجاذبية في التجربة. ثم يتم وضع مغناطيس أرضي نادر صغير بين ألواح الجرافيت حيث سوف يطفو أثناء صده بواسطة الجرافيت.

•••جوبيتيريماجيس / فوتوس.كوم / جيتي إيماجيس

يستخدم مشروع بسيط لإثبات الرفع المغناطيسي ستة مغناطيسات دائرية وقلم رصاص وبعض الصلصال. اطلب من الأطفال أن يعلقوا أربعة من مغناطيسات الحلقات على سطح مستوٍ مع بعض الصلصال. تأكد من أن المغناطيس متباعد بمسافة متساوية وأن نفس القطبية متجهة لأعلى. يتم وضع مغناطيسين حلقتين على القلم الرصاص بحيث يكونا على نفس المسافة بين أزواج المغناطيس على السطح المستوي. قم بإرفاق ورقة لعب على سطح الطاولة خلف المغناطيس ببعض الطين بحيث يمكن أن تستقر نقطة القلم الرصاص عليها. يمكن للأطفال الآن وضع القلم الرصاص فوق مغناطيس الحلقة ومشاهدته وهو يرتفع فوق سطح الطاولة.

الحقول المغناطيسية من نفس القطبية تتنافر. إذا وضعت القطبين الشماليين لمغناطيسين بالقرب من بعضهما البعض فسوف يبتعدان عن بعضهما البعض. يتم استخدام مفهوم مماثل في القطارات المغناطيسية في أوروبا واليابان والصين.

يمكن للأطفال بناء نماذج قطارات مغناطيسية خاصة بهم باستخدام بعض المغناطيس الشريطي وشريط PTFE ورغوة البوليسترين. يتم لصق مغناطيس الشريط على قطعة من رغوة البوليسترين مع نفس القطبية متجهة لأعلى والمسار محاط بجدران مصنوعة من المزيد من رغوة البوليسترين. القطار عبارة عن قطعة من الفوم مع مغناطيس دائم مثبت في الأسفل مع نفس القطبية متجهة لأسفل حيث يكون المسار متجهًا لأعلى. ضع القطار على المسار وادفعه برفق لجعله ينزلق على المسار. شريط PTFE على طول الجدران يجعل القطار ينزلق بسلاسة أكبر.