Magnetiske levitasjonsprosjekter for barn

Det er ikke en fugl, et fly eller til og med Superman; det er et kuletog. Et maglev-tog løfter seg over bakken og drives med hastigheter opp til 300 miles i timen av kraftige superledende elektromagneter. Å eksperimentere med maglev-modeller og andre magnetiske levitasjonsprosjekter er en god måte for barn å lære om magnetisme og elektrisitet.

•••Fotodisk / Fotodisk / Getty Images

Ferromagnetisme er en naturlig kraft skapt av elektronenes bevegelse. I de fleste elementer er de spinnende elektronene paret med andre elektroner som beveger seg i motsatt retning. Noen metaller, som jern, har de fleste elektronene sine i samme retning. Dette skaper et felt med linjer med magnetisk kraft som kan demonstreres ved hjelp av jernfiler og en permanent magnet. Metaller som tiltrekkes av et magnetfelt kalles ferromagnetiske metaller, ifølge Georgia State University.

En måte å demonstrere metallers tiltrekning til et magnetfelt er å gjøre det flytende binderseksperimentet. Studenten fester en permanent magnet på et metallbrakett montert på en hylle eller eske. Han eller hun vil da knytte en streng på en binders og plassere den under magneten. Magneten får binders til å stige opp og flyte i enden av strengen. Barna kan teste styrken til den magnetiske tiltrekningen ved å trekke i strengen for å se hvor langt borte fra magneten binders.

Diamagnetisme er magnetisk frastøting. Grafitt, noen metaller som bly og vismut og nesten alle organiske materialer er diamagnetiske fordi de frastøter magnetiske krefter. Alt organisk materiale har en svak diamagnetisk kraft som avviser magnetisme. Et eksperiment som grafisk demonstrerer dette, bruker en levende frosk suspendert over en kraftig elektromagnet, ifølge High Field Magnetic Laboratory.

Barn kan demonstrere diamagnetisk frastøt ved å bygge et prosjekt for å sveve en liten sjeldne jordartsmagnet mellom to grafittplater. Du kan kjøpe delene til prosjektet som et sett eller bygge dine egne. To stykker pyrolitisk grafitt er montert på en treramme, og en serie billige ringmagneter er suspendert under dem for å motvirke tyngdekraften på eksperimentet. En liten sjeldne jordartsmagnet plasseres deretter mellom grafittplatene der den vil flyte når den blir frastøtt av grafitten.

•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images

Et enkelt prosjekt for å demonstrere magnetisk levitasjon bruker seks ringmagneter, en blyant og litt modelleringsleire. La barna feste fire av ringmagnetene på en flat overflate med litt modelleringsleire. Forsikre deg om at magnetene er plassert like langt fra hverandre og at de har samme polaritet oppover. To ringmagneter er plassert på blyanten slik at de er like langt fra hverandre som de to magnetparene på den flate overflaten. Fest et spillkort på bordplaten bak magneter med litt leire, slik at blyantspissen kan hvile mot den. Barna kan nå plassere blyanten over ringmagnetene og se når den svever over bordplaten.

Magnetfelt med samme polaritet frastøter hverandre. Hvis du plasserer nordpolene med to magneter nær hverandre, vil de skyve bort fra hverandre. Et lignende konsept er i bruk i maglev-togene i Europa, Japan og Kina.

Barn kan bygge sine egne maglev-togmodeller med noen stripemagneter, PTFE-tape og polystyrenskum. Stripmagnetene er teipet på et stykke polystyrenskum med samme polaritet som vender oppover, og banen er omgitt av vegger laget av mer polystyrenskum. Toget er et stykke skum med permanente magneter limt på bunnen med samme polaritet vendt ned som sporet har vendt oppover. Plasser toget ned over sporet og skyv det forsiktig slik at det glir nedover sporet. PTFE-båndet langs veggene gjør at toget glir jevnere.