子供のための磁気浮上プロジェクト

鳥でも飛行機でもスーパーマンでもありません。 新幹線です。 リニアモーターカーは地上を浮上し、強力な超伝導電磁石によって時速300マイルまでの速度で推進されます。 リニアモーターカーやその他の磁気浮上プロジェクトを試すことは、子供たちが磁気と電気について学ぶ良い方法です。

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強磁性は、電子の動きによって生成される自然の力です。 ほとんどの元素では、回転する電子は反対方向に移動する他の電子と対になっています。 鉄などの一部の金属では、ほとんどの電子が同じ方向に移動します。 これにより、磁力線のフィールドが作成されます。これは、鉄のやすりくずと永久磁石を使用して示すことができます。 ジョージア州立大学によると、磁場に引き付けられる金属は強磁性金属と呼ばれます。

磁場への金属の引力を実証する方法は、フローティングペーパークリップ実験を行うことです。 生徒は、棚や箱に取り付けられた金属製のブラケットに永久磁石を取り付けます。 次に、ひもをペーパークリップに結び、磁石の下に置きます。 磁石により、ペーパークリップが上昇し、弦の端で浮きます。 子供たちは、ひもを引っ張って、ペーパークリップが磁石からどれだけ離れているかを確認することで、磁気吸引力の強さをテストできます。

反磁性は磁気反発です。 グラファイト、鉛やビスマスなどの一部の金属、およびほとんどすべての有機材料は、磁力をはじくため反磁性です。 すべての有機材料は、磁性をはじく弱い反磁性力を示します。 高磁場磁気研究所によると、これをグラフィカルに示す1つの実験では、強力な電磁石に吊るされた生きたカエルを使用しています。

子供たちは、2枚のグラファイトプレートの間に小さな希土類磁石を浮揚させるプロジェクトを構築することで、反磁性の反発を示すことができます。 プロジェクトのパーツをキットとして購入することも、独自に作成することもできます。 2枚の熱分解グラファイトが木製のフレームに取り付けられ、実験の重力に対抗するために、一連の安価なリング磁石がその下に吊り下げられています。 次に、小さな希土類磁石がグラファイトプレートの間に配置され、グラファイトに反発されると浮きます。

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磁気浮上を実証する簡単なプロジェクトでは、6つのリング磁石、鉛筆、およびいくつかのモデリング粘土を使用します。 子供たちに4つのリング磁石をいくつかのモデリング粘土で平らな面に取り付けてもらいます。 磁石が等間隔に配置され、同じ極性が上を向いていることを確認してください。 2つのリング磁石が鉛筆の上に配置され、平らな面にある2対の磁石と同じ距離になります。 トランプを磁石の後ろのテーブルトップに粘土で取り付けて、鉛筆の先がそれに当たるようにします。 これで、子供たちは鉛筆をリングマグネットの上に置き、テーブルトップの上に浮かぶのを見ることができます。

同じ極性の磁場は互いに反発します。 2つの磁石のN極を互いに近くに配置すると、それらは互いに押しのけられます。 同様の概念がヨーロッパ、日本、中国のリニアモーターカーで使用されています。

子供たちは、いくつかのストリップマグネット、PTFEテープ、発泡スチロールを使用して、独自のモデルのリニアモーターカーを作ることができます。 ストリップ磁石は、同じ極性を上に向けたポリスチレンフォームにテープで貼り付けられ、トラックはより多くのポリスチレンフォームで作られた壁に囲まれています。 列車は、トラックが上を向いているのと同じ極性を下に向けて、底部に永久磁石が接着された発泡体です。 列車を線路の上に置き、軽く押して線路を滑り降ります。 壁に沿ったPTFEテープは、列車をよりスムーズにスライドさせます。