Aktualności
Newsletter
Ankieta
Jak zachowa się kawałek magnesu w miedzianej rurze?
20 V 2015, 17:07:00 | Kategoria: Ciekawostki
Ciekawe doświadczenie fizyczne, kiedy dwa kawałki metalu tworzą układ w którym grawitacja musi się sporo "napracować" aby jeden z nich sprowadzić w dół. Magnes, który przyciąga kawałki żelaza znamy wszyscy. Miedziana rura też nie jest trudno dostępnym produktem, a to już koniec listy potrzebnych do doświadczenia elementów. Kiedy w rurę wrzucimy pieniążek, kamyk, lub inny przedmiot o odpowiedniej wielkości, przeleci on przez rurę, nie dając specjalnych efektów. Troszeczkę inaczej sytuacja ma się z magnesem (nie mylić z magnezem Mg) Efekt można obejrzeć na poniższym materiale video:
Wyjaśnienie zjawiska zaczerpnąłem ze strony Wydziału Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Warszawskiego. Odpowiada Janusz Gaj
Zgodnie z prawem Faradaya siła elektromotoryczna indukcji jest równa szybkości zmiany strumienia indukcji magnetycznej w czasie*. Ten strumień możemy liczyć na przykład przez przekrój rury w jakimś miejscu. Będzie się on zmieniał w czasie, gdy magnes będzie przelatywał przez miejsce rury, gdzie wybraliśmy jej przekrój. Wyliczona siła elektromotoryczna będzie napędzała prąd płynący wokół rury po obwodzie tego przekroju. Na ten prąd w polu magnesu będzie działała siła elektrodynamiczna. Skoro magnes (za pośrednictwem swojego pola) działa na prąd płynący w rurze, to zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona prąd w rurze działa siłą reakcji na magnes. Kierunek tej siły, zgodnie z regułą Lenza (zob. ), będzie taki, żeby przeciwstawiać się zachodzącej zmianie. Ta zmiana to ruch magnesu, a więc działająca siła będzie ten ruch hamować. Uff, całkiem skomplikowane, ale mam nadzieje, że da się zrozumieć.
*) Uwaga: używamy tu słowa ′indukcja′ w dwóch znaczeniach. Pierwsze z nich to zjawisko indukcji elektromagnetycznej, czyli powstawanie siły elektromotorycznej w obwodzie zamkniętym pod wpływem zmian strumienia. Strumienia czego? Znowu indukcji, ale użytej w znaczeniu ′wektor indukcji pola magnetycznego′, który określa kierunek pola magnetycznego i jest jego miarą; wartość tego wektora mierzy się w teslach (T).
Zgodnie z prawem Faradaya siła elektromotoryczna indukcji jest równa szybkości zmiany strumienia indukcji magnetycznej w czasie*. Ten strumień możemy liczyć na przykład przez przekrój rury w jakimś miejscu. Będzie się on zmieniał w czasie, gdy magnes będzie przelatywał przez miejsce rury, gdzie wybraliśmy jej przekrój. Wyliczona siła elektromotoryczna będzie napędzała prąd płynący wokół rury po obwodzie tego przekroju. Na ten prąd w polu magnesu będzie działała siła elektrodynamiczna. Skoro magnes (za pośrednictwem swojego pola) działa na prąd płynący w rurze, to zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona prąd w rurze działa siłą reakcji na magnes. Kierunek tej siły, zgodnie z regułą Lenza (zob. ), będzie taki, żeby przeciwstawiać się zachodzącej zmianie. Ta zmiana to ruch magnesu, a więc działająca siła będzie ten ruch hamować. Uff, całkiem skomplikowane, ale mam nadzieje, że da się zrozumieć.
*) Uwaga: używamy tu słowa ′indukcja′ w dwóch znaczeniach. Pierwsze z nich to zjawisko indukcji elektromagnetycznej, czyli powstawanie siły elektromotorycznej w obwodzie zamkniętym pod wpływem zmian strumienia. Strumienia czego? Znowu indukcji, ale użytej w znaczeniu ′wektor indukcji pola magnetycznego′, który określa kierunek pola magnetycznego i jest jego miarą; wartość tego wektora mierzy się w teslach (T).
Redaktor: Dawid Szymczak
Na skróty
prognoza pogody
pogoda w Polsce
pogoda na świecie
zdjęcia satelitarne
meteorologia
ostrzeżenie meteorologiczne
depesze
SYNOP
METAR
TAF
mapa pogody
klimat
meteopedia
Aura
pogoda aktualna
stan pogody
kalkulator meteorologiczny
prognoza sezonowa
klimat Polski
prawdopodobieństwo burz
burze
artykuły meteorologiczne
biuro prognoz
prognoza dla lotnictwa
prognoza długoterminowa
pogoda w miastach
zdjęcia meteorologiczne
galeria pogody
prognoza biometeorologiczna
prognozy specjalne
Aura Centrum sp. z o. o. 1998 – 2015. Wszelkie prawa zastrzeżone | Polityka prywatności