Це не птах, літак чи навіть Супермен; це потяг-куля. Поїзд маглева левітує над землею і рухається зі швидкістю до 300 миль на годину потужними надпровідними електромагнітами. Експерименти з моделями маглева та іншими проектами магнітної левітації є хорошим способом для дітей дізнатись про магнетизм та електрику.
Плаваючі скріпки
•••Фотодіск / Фотодіск / Getty Images
Феромагнетизм - це природна сила, що створюється рухом електронів. У більшості елементів обертаються електрони в парі з іншими електронами, що рухаються в протилежному напрямку. Деякі метали, такі як залізо, мають більшу частину електронів, що рухаються в одному напрямку. Це створює поле ліній магнітної сили, яке можна продемонструвати за допомогою залізних стружок та постійного магніту. За даними університету штату Джорджія, метали, які притягуються до магнітного поля, називаються феромагнітними металами.
Спосіб продемонструвати притягання металів до магнітного поля - провести експеримент із плаваючою скріпкою. Учень прикріплює постійний магніт до металевого кронштейна, встановленого на полиці або коробці. Потім він або вона прив’яже шматок шнурка до скріпки і покладе його під магніт. Магніт змушує скріпку підніматися вгору і плавати в кінці струни. Діти можуть перевірити силу магнітного притягання, потягнувши за струну, щоб побачити, як далеко від магніту буде плавати скріпка.
Діамагнітна левітація
Діамагнетизм - це магнітне відштовхування. Графіт, деякі метали, такі як свинець і вісмут, і майже всі органічні матеріали є діамагнітними, оскільки вони відбивають магнітні сили. Весь органічний матеріал має слабку діамагнітну силу, яка відбиває магнетизм. В одному експерименті, який наочно демонструє це, використовується жива жаба, підвішена над потужним електромагнітом, повідомляє Магнітна лабораторія високого поля.
Діти можуть продемонструвати діамагнітне відштовхування, побудувавши проект левітації невеликого рідкісноземельного магніту між двома графітовими пластинами. Ви можете придбати деталі для проекту як комплект або побудувати власні. Два шматки піролітового графіту встановлені на дерев’яній рамі, а під ними підвішена низка недорогих кільцевих магнітів для протидії силі тяжіння під час експерименту. Потім між графітовими пластинами поміщають невеликий рідкісноземельний магніт, де він буде плавати, коли його відштовхує графіт.
Плаваючі олівці
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Простий проект для демонстрації магнітної левітації використовує шість кільцевих магнітів, олівець та трохи модельної глини. Нехай діти прикріплять чотири кільцевих магніти до плоскої поверхні за допомогою глини для ліплення. Переконайтесь, що магніти розташовані на однаковій відстані і мають однакову полярність вгору. Два кільцеві магніти розміщені на олівці так, щоб вони були на такій самій відстані, як дві пари магнітів на рівній поверхні. Прикріпіть ігрову карту до стільниці за магнітами трохи глини, щоб олівець міг опиратися на неї. Тепер діти можуть розмістити олівець над магнітами на кільцях і спостерігати, як він левітує над стільницею.
Левітуючі моделі поїздів
Магнітні поля однакової полярності відштовхують одне одного. Якщо розташувати північні полюси двох магнітів один біля одного, вони будуть відштовхуватися один від одного. Подібна концепція використовується у поїздах маглев Європи, Японії та Китаю.
Діти можуть будувати власні модельні поїзди маглев, використовуючи смугові магніти, стрічку з ПТФЕ та пінополістиролу. Стрічкові магніти наклеєні на шматок пінополістиролу з однаковою полярністю догори, а доріжка оточена стінами з більшої кількості пінополістиролу. Потяг - це шматок пінопласту з наклеєними на дні постійними магнітами з тією самою полярністю, яка спрямована вниз, як колія вгору. Помістіть поїзд над колією та легким натисканням змусьте його ковзати по колії. Стрічка з ПТФЕ вздовж стін робить поїзд більш плавним.