Prosjekter for magnetisk levitering for barn

Innhold

• Flytende binders
• Diamagnetisk levitering
• Flytende blyanter
• Levitating Train Models

Det er ikke en fugl, et fly eller til og med Superman; det er et kuletog. Et maglev-tog løfter over bakken og drives frem i hastigheter på opptil 300 mil i timen av kraftige superledende elektromagneter. Å eksperimentere med maglev-modeller og andre magnetiske levitasjonsprosjekter er en god måte for barn å lære om magnetisme og elektrisitet.

Flytende binders

••• Photodisc / Photodisc / Getty Images

Ferromagnetisme er en naturlig kraft skapt av bevegelsen til elektronene. I de fleste elementer er de spinnende elektronene sammenkoblet med andre elektroner som beveger seg i motsatt retning. Noen metaller, for eksempel jern, har de fleste elektronene sine i samme retning. Dette skaper et felt med magnetiske krefter som kan demonstreres ved bruk av jernfilinger og en permanent magnet. Metaller som tiltrekkes av et magnetfelt kalles ferromagnetiske metaller, ifølge Georgia State University.

En måte å demonstrere attraksjonen av metaller til et magnetfelt er å gjøre det flytende binderseksperimentet. Studenten fester en permanent magnet til en metallbrakett montert på en hylle eller boks. Han eller hun vil deretter binde et stykke streng til et binders og plassere det under magneten. Magneten får bindersen til å stige opp og flyte på enden av strengen. Barna kan teste styrken til den magnetiske tiltrekningen ved å trekke i snoren for å se hvor langt borte fra magneten papirklemmen vil flyte.

Diamagnetisk levitering

Diamagnetisme er magnetisk frastøtning. Grafitt, noen metaller som bly og vismut og nesten alle organiske materialer er diamagnetiske fordi de avviser magnetiske krefter. Alt organisk materiale har en svak diamagnetisk kraft som avviser magnetisme. Et eksperiment som grafisk viser dette bruker en levende frosk suspendert over en kraftig elektromagnet, ifølge High Field Magnetic Laboratory.

Barn kan demonstrere diamagnetisk frastøtning ved å bygge et prosjekt for å levite en liten sjelden jordmagnet mellom to grafittplater. Du kan kjøpe delene til prosjektet som et sett eller bygge dine egne. To stykker pyrolitisk grafitt er montert på en treramme og en serie rimelige ringmagneter er hengt opp under dem for å motvirke tyngdekraften på eksperimentet. En liten sjeldne jordmagnet blir deretter plassert mellom grafittplatene der den vil flyte når den blir frastøtt av grafitten.

Flytende blyanter

••• Jupiterimages / Photos.com / Getty Images

Et enkelt prosjekt for å demonstrere magnetisk levitasjon bruker seks ringmagneter, en blyant og noe modelleringsleire. La barna feste fire av ringmagnetene på en flat overflate med litt modelleringsleire. Forsikre deg om at magnetene har en like stor avstand fra hverandre og har samme polaritet vendt opp. To ringmagneter er plassert på blyanten slik at de har samme avstand fra hverandre som de to magnetparene på den flate overflaten. Fest et spillkort på bordplaten bak magneter med litt leire slik at blyantpunktet kan hvile mot det. Barna kan nå plassere blyanten over ringmagnetene og se på når den løfter over bordplaten.

Levitating Train Models

Magnetiske felt med samme polaritet frastøter hverandre. Hvis du plasserer nordpolene av to magneter i nærheten av hverandre, vil de skyve vekk fra hverandre. Et lignende konsept er i bruk i maglev-togene i Europa, Japan og Kina.

Barn kan bygge sine egne maglev-tog med noen stripemagneter, PTFE-tape og polystyrenskum. Stripemagnetene er teipet på et stykke isoporskum med samme polaritet vendt opp og banen er omgitt av vegger laget av mer isoporskum. Toget er et stykke skum med permanente magneter limt på bunnen med samme polaritet vendt nedover som sporet har vendt oppover. Plasser toget ned over banen og gi det et forsiktig trykk for å få det til å gli nedover sporet. PTFE-tape langs veggene gjør at toget glir jevnere.