Proiecte de levitație magnetică pentru copii

Nu este o pasăre, un avion sau chiar Superman; este un tren glonț. Un tren maglev levitează deasupra solului și este propulsat la viteze de până la 300 de mile pe oră de către electromagneti puternici supraconductori. Experimentarea cu modele de maglev și alte proiecte de levitație magnetică este o modalitate bună pentru copii să învețe despre magnetism și electricitate.

•••Photodisc / Photodisc / Getty Images

Feromagnetismul este o forță naturală creată de mișcarea electronilor. În majoritatea elementelor, electronii care se învârtesc sunt împerecheați cu alți electroni care se mișcă în direcție opusă. Unele metale, cum ar fi fierul, au majoritatea electronilor care se mișcă în aceeași direcție. Acest lucru creează un câmp de linii de forță magnetică care poate fi demonstrat folosind piloți de fier și un magnet permanent. Metalele care sunt atrase de un câmp magnetic se numesc metale feromagnetice, potrivit Universității de Stat din Georgia.

O modalitate de a demonstra atracția metalelor către un câmp magnetic este de a face experimentul cu agrafe plutitoare. Elevul atașează un magnet permanent la un suport metalic montat pe un raft sau o cutie. El sau ea va lega apoi o bucată de sfoară de o agrafă și o va așeza sub magnet. Magnetul face ca agrafa să se ridice și să plutească la capătul șirului. Copiii pot testa puterea atracției magnetice trăgând de șnur pentru a vedea cât de departe de magnet va pluti agrafa.

Diamagnetismul este repulsie magnetică. Grafitul, unele metale precum plumbul și bismutul și aproape toate materialele organice sunt diamagnetice deoarece resping forțele magnetice. Toate materialele organice prezintă o forță diamagnetică slabă care respinge magnetismul. Un experiment care demonstrează grafic acest lucru folosește o broască vie suspendată deasupra unui electromagnet puternic, potrivit Laboratorului magnetic magnetic de câmp înalt.

Copiii pot demonstra repulsia diamagnetică construind un proiect pentru levitarea unui mic magnet de pământ rar între două plăci de grafit. Puteți cumpăra piesele pentru proiect sub formă de kit sau le puteți construi. Două bucăți de grafit pirolitic sunt montate pe un cadru de lemn și o serie de magneți inelari ieftini sunt suspendate sub ele pentru a contracara forța de greutate din experiment. Un mic magnet de pământ rar este așezat apoi între plăcile de grafit unde va pluti pe măsură ce este respins de grafit.

•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images

Un proiect simplu pentru a demonstra levitația magnetică folosește șase magneți inelari, un creion și o lut de modelat. Puneți-i pe copii să atașeze patru dintre magneții inelului pe o suprafață plană cu niște lut de modelat. Asigurați-vă că magneții sunt distanți la o distanță egală și au aceeași polaritate orientată în sus. Doi magneți inelari sunt așezați pe creion, astfel încât să fie la aceeași distanță ca cele două perechi de magneți de pe suprafața plană. Atașați o carte de joc pe blatul mesei, în spatele magneților, cu puțină lut, astfel încât vârful creionului să poată sta pe ea. Copiii pot așeza acum creionul deasupra magneților inelului și pot privi cum levitează deasupra mesei.

Câmpurile magnetice de aceeași polaritate se resping reciproc. Dacă așezați polii nordici ai doi magneți unul lângă celălalt, aceștia se vor îndepărta unul de celălalt. Un concept similar este utilizat în trenurile maglev din Europa, Japonia și China.

Copiii își pot construi propriul model de tren maglev folosind niște magneți de bandă, bandă PTFE și spumă de polistiren. Magneții de bandă sunt lipiți pe o bucată de spumă de polistiren cu aceeași polaritate orientată în sus, iar pista este înconjurată de pereți din mai multă spumă de polistiren. Trenul este o bucată de spumă cu magneți permanenți lipiți pe partea inferioară, cu aceeași polaritate orientată în jos ca și linia orientată în sus. Așezați trenul peste pistă și dați-i o împingere ușoară pentru al face să alunece pe pistă. Banda PTFE de-a lungul pereților face ca trenul să alunece mai ușor.