Non è un uccello, un aereo e nemmeno Superman; è un treno proiettile. Un treno a levitazione magnetica levita dal suolo ed è spinto a velocità fino a 300 miglia orarie da potenti elettromagneti superconduttori. Sperimentare con modelli maglev e altri progetti di levitazione magnetica è un buon modo per i bambini di conoscere il magnetismo e l'elettricità.
Graffette galleggianti
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Il ferromagnetismo è una forza naturale creata dal movimento degli elettroni. Nella maggior parte degli elementi gli elettroni rotanti sono accoppiati con altri elettroni che si muovono in direzione opposta. Alcuni metalli, come il ferro, hanno la maggior parte dei loro elettroni che si muovono nella stessa direzione. Questo crea un campo di linee di forza magnetica che può essere dimostrato usando limatura di ferro e un magnete permanente. I metalli che sono attratti da un campo magnetico sono chiamati metalli ferromagnetici, secondo la Georgia State University.
Un modo per dimostrare l'attrazione dei metalli su un campo magnetico è fare l'esperimento della graffetta galleggiante. Lo studente attacca un magnete permanente a una staffa metallica montata su uno scaffale o una scatola. Quindi legherà un pezzo di spago a una graffetta e lo posizionerà sotto il magnete. Il magnete fa sì che la graffetta si sollevi e galleggi all'estremità della corda. I bambini possono testare la forza dell'attrazione magnetica tirando la corda per vedere quanto lontano dal magnete galleggerà la graffetta.
Levitazione diamagnetica
Il diamagnetismo è repulsione magnetica. La grafite, alcuni metalli come il piombo e il bismuto e quasi tutti i materiali organici sono diamagnetici perché respingono le forze magnetiche. Tutto il materiale organico mostra una debole forza diamagnetica che respinge il magnetismo. Un esperimento che lo dimostra graficamente utilizza una rana viva sospesa su un potente elettromagnete, secondo l'High Field Magnetic Laboratory.
I bambini possono dimostrare la repulsione diamagnetica costruendo un progetto per far levitare un piccolo magnete di terre rare tra due lastre di grafite. Puoi acquistare le parti per il progetto come kit o costruirne uno tuo. Due pezzi di grafite pirolitica sono montati su un telaio di legno e una serie di magneti ad anello economici sono sospesi sotto di essi per contrastare la forza di gravità sull'esperimento. Un piccolo magnete di terre rare viene quindi posizionato tra le lastre di grafite dove galleggerà mentre viene respinto dalla grafite.
Matite galleggianti
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Un semplice progetto per dimostrare la levitazione magnetica utilizza sei magneti ad anello, una matita e della plastilina. Chiedi ai bambini di attaccare quattro dei magneti ad anello su una superficie piana con un po' di plastilina. Assicurati che i magneti siano distanziati alla stessa distanza e abbiano la stessa polarità rivolta verso l'alto. Due magneti ad anello vengono posizionati sulla matita in modo che siano alla stessa distanza delle due coppie di magneti sulla superficie piana. Attacca una carta da gioco al piano del tavolo dietro i magneti con dell'argilla in modo che la punta della matita possa appoggiarvisi sopra. I bambini possono ora posizionare la matita sopra i magneti ad anello e guardare mentre levita sopra il piano del tavolo.
Modelli di treni levitanti
I campi magnetici della stessa polarità si respingono. Se metti i poli nord di due magneti uno vicino all'altro, si allontaneranno l'uno dall'altro. Un concetto simile è in uso nei treni Maglev di Europa, Giappone e Cina.
I bambini possono costruire il proprio modello di treni a levitazione magnetica utilizzando alcune strisce magnetiche, nastro in PTFE e schiuma di polistirene. Le strisce magnetiche sono fissate con nastro adesivo su un pezzo di polistirene espanso con la stessa polarità rivolta verso l'alto e il binario è circondato da pareti realizzate con più polistirene espanso. Il treno è un pezzo di schiuma con magneti permanenti incollati sul fondo con la stessa polarità rivolta verso il basso come il binario ha rivolto verso l'alto. Posiziona il treno sul binario e dagli una leggera spinta per farlo scivolare lungo il binario. Il nastro in PTFE lungo le pareti rende il treno più scorrevole.