Projetos de levitação magnética para crianças

Não é um pássaro, um avião ou mesmo Superman; é um trem-bala. Um trem maglev levita acima do solo e é impulsionado a velocidades de até 480 quilômetros por hora por poderosos eletroímãs supercondutores. Experimentar modelos maglev e outros projetos de levitação magnética é uma boa maneira para as crianças aprenderem sobre magnetismo e eletricidade.

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Ferromagnetismo é uma força natural criada pelo movimento dos elétrons. Na maioria dos elementos, os elétrons girando são emparelhados com outros elétrons que se movem em direções opostas. Alguns metais, como o ferro, têm a maioria de seus elétrons se movendo na mesma direção. Isso cria um campo de linhas de força magnética que pode ser demonstrado usando limalha de ferro e um ímã permanente. Metais que são atraídos por um campo magnético são chamados de metais ferromagnéticos, de acordo com a Georgia State University.

Uma forma de demonstrar a atração dos metais por um campo magnético é fazer o experimento do clipe de papel flutuante. O aluno anexa um ímã permanente a um suporte de metal montado em uma prateleira ou caixa. Ele então amarrará um pedaço de barbante em um clipe de papel e o colocará sob o ímã. O ímã faz com que o clipe de papel suba e flutue no final do barbante. As crianças podem testar a força da atração magnética puxando o barbante para ver a que distância do ímã o clipe de papel irá flutuar.

Diamagnetismo é repulsão magnética. Grafite, alguns metais como chumbo e bismuto e quase todos os materiais orgânicos são diamagnéticos porque repelem as forças magnéticas. Todo o material orgânico exibe uma força diamagnética fraca que repele o magnetismo. Um experimento que demonstra isso graficamente usa um sapo vivo suspenso sobre um poderoso eletroímã, de acordo com o High Field Magnetic Laboratory.

As crianças podem demonstrar repulsão diamagnética construindo um projeto para levitar um pequeno ímã de terra rara entre duas placas de grafite. Você pode comprar as peças para o projeto como um kit ou construir o seu próprio. Duas peças de grafite pirolítica são montadas em uma estrutura de madeira e uma série de ímãs em anel de baixo custo são suspensos sob elas para conter a força da gravidade no experimento. Um pequeno ímã de terras raras é então colocado entre as placas de grafite, onde flutuará ao ser repelido pela grafite.

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Um projeto simples para demonstrar a levitação magnética usa seis ímãs em anel, um lápis e um pouco de argila de modelar. Peça às crianças que fixem quatro dos ímãs em forma de anel em uma superfície plana com um pouco de argila de modelar. Certifique-se de que os ímãs estejam espaçados a uma distância igual e tenham a mesma polaridade voltada para cima. Dois ímãs em anel são colocados no lápis de modo que fiquem à mesma distância que os dois pares de ímãs na superfície plana. Coloque uma carta de baralho no tampo da mesa atrás dos ímãs com um pouco de argila para que a ponta do lápis possa encostar nela. As crianças agora podem colocar o lápis acima dos ímãs em forma de anel e observar enquanto ele levita acima do tampo da mesa.

Os campos magnéticos da mesma polaridade se repelem. Se você colocar os pólos norte de dois ímãs próximos um do outro, eles se afastarão um do outro. Um conceito semelhante está em uso nos trens maglev da Europa, Japão e China.

As crianças podem construir seus próprios modelos de trens maglev usando alguns ímãs de tira, fita de PTFE e espuma de poliestireno. Os ímãs de tira são colados em um pedaço de espuma de poliestireno com a mesma polaridade voltada para cima e a pista é cercada por paredes feitas de mais espuma de poliestireno. O trem é um pedaço de espuma com ímãs permanentes colados na parte inferior com a mesma polaridade voltada para baixo que a do trilho está voltada para cima. Coloque o trem sobre os trilhos e dê um leve empurrão para que ele deslize pelos trilhos. A fita PTFE ao longo das paredes faz com que o trem deslize com mais suavidade.