Çocuklar için Manyetik Levitasyon Projeleri

Bir kuş, bir uçak veya hatta Süpermen değil; bir mermi trenidir. Bir maglev treni yerden yükselir ve güçlü süper iletken elektromıknatıslar tarafından saatte 300 mil hıza kadar hareket eder. Maglev modelleri ve diğer manyetik levitasyon projeleri ile deney yapmak, çocukların manyetizma ve elektriği öğrenmesi için iyi bir yoldur.

•••Fotodisk/Fotodisk/Getty Images

Ferromanyetizma, elektronların hareketi tarafından oluşturulan doğal bir kuvvettir. Çoğu elementte dönen elektronlar, zıt yönde hareket eden diğer elektronlarla eşleştirilmiştir. Demir gibi bazı metallerin elektronlarının çoğu aynı yönde hareket eder. Bu, demir talaşları ve kalıcı bir mıknatıs kullanılarak gösterilebilen bir manyetik kuvvet çizgileri alanı yaratır. Georgia Eyalet Üniversitesi'ne göre, bir manyetik alana çekilen metallere ferromanyetik metaller denir.

Metallerin bir manyetik alana çekiciliğini göstermenin bir yolu, yüzen ataş deneyini yapmaktır. Öğrenci, bir rafa veya kutuya monte edilmiş metal bir brakete kalıcı bir mıknatıs bağlar. Daha sonra bir parça ipi bir ataşa bağlayacak ve mıknatısın altına yerleştirecektir. Mıknatıs, ataşın yükselmesine ve ipin sonunda yüzmesine neden olur. Çocuklar, ataşın mıknatıstan ne kadar uzakta yüzeceğini görmek için ipi çekerek manyetik çekimin gücünü test edebilirler.

Diamanyetizma manyetik itmedir. Grafit, kurşun ve bizmut gibi bazı metaller ve neredeyse tüm organik maddeler manyetik kuvvetleri ittiklerinden dolayı diyamanyetiktir. Tüm organik maddeler, manyetizmayı iten zayıf bir diyamanyetik kuvvet sergiler. Yüksek Alan Manyetik Laboratuvarı'na göre, bunu grafiksel olarak gösteren bir deney, güçlü bir elektromıknatısın üzerinde asılı duran canlı bir kurbağa kullanır.

Çocuklar, iki grafit plaka arasında küçük bir nadir toprak mıknatısını havaya kaldırmak için bir proje oluşturarak diyamanyetik itmeyi gösterebilirler. Proje için parçaları bir kit olarak satın alabilir veya kendinizinkini oluşturabilirsiniz. İki parça pirolitik grafit ahşap bir çerçeveye monte edilir ve deney üzerindeki yerçekimi kuvvetine karşı koymak için altlarına bir dizi ucuz halka mıknatıs asılır. Daha sonra, grafit tarafından itildiğinde yüzeceği grafit plakalar arasına küçük bir nadir toprak mıknatısı yerleştirilir.

•••Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

Manyetik havaya yükselmeyi gösteren basit bir proje, altı halka mıknatıs, bir kalem ve bir miktar modelleme kili kullanır. Çocuklara, bazı modelleme kili ile düz bir yüzeye halka mıknatıslardan dördünü tutturun. Mıknatısların birbirinden eşit uzaklıkta ve aynı polariteye sahip olduğundan emin olun. Kalemin üzerine iki halka mıknatıs, düz yüzeydeki iki çift mıknatısla aynı mesafede olacak şekilde yerleştirilir. Mıknatısların arkasına bir miktar kil ile masa üstüne bir oyun kartı takın, böylece kalem ucu buna dayanabilir. Çocuklar artık kalemi halka mıknatısların üzerine yerleştirebilir ve masanın üzerinde havada süzülüşünü izleyebilir.

Aynı polariteye sahip manyetik alanlar birbirini iter. İki mıknatısın kuzey kutuplarını yan yana koyarsanız, birbirlerinden uzaklaşırlar. Benzer bir konsept Avrupa, Japonya ve Çin'deki maglev trenlerinde kullanılıyor.

Çocuklar bazı şerit mıknatıslar, PTFE bant ve polistiren köpük kullanarak kendi model maglev trenlerini yapabilirler. Şerit mıknatıslar, aynı polarite yukarı bakacak şekilde bir polistiren köpük parçası üzerine bantlanmıştır ve ray, daha fazla polistiren köpükten yapılmış duvarlarla çevrilidir. Tren, tabana yapıştırılmış kalıcı mıknatıslara sahip bir köpük parçası olup, aynı polarite aşağı bakacak şekilde ray yukarı bakar. Treni rayın üzerine yerleştirin ve raydan aşağı kaymasını sağlamak için hafifçe itin. Duvarlar boyunca PTFE bant, trenin daha düzgün kaymasını sağlar.