|
Kontakt
Kreatywne Maluchy
ul. Szpitalna 80C
32-500 Chrzanów
te/fax: 32 [zasłonięte] 57
[zasłonięte]@artyzan.pl
Przesyłka
Płatność z góry: kurier - 17 zł
Płatność przy odbiorze: kurier -26 zł
|
Levitron Omega
Może stanowić niezapomniany prezent!
W Levitron omega bączek unosi się swobodnie nad podstawą, w ten sam
sposób, jak pierwszy Levitron. Cudownie jest zobaczyć unoszącego się
swobodnie bączka be z żadnych sznureczków. Trudny do obsługi, ale
dostosowany do wieku 8 i powyżej lat.
W zestawie: bączek do lewitacji, magnetyczna podstawa typu OMEGA,
podnośnik- nakładka z przeźroczystego plastiku, zapasowe odważniki, broszura
dot. fizyki zjawiska lewitacji, instrukcja obsługi.
Wymiary: 13.97cm głębokości 13.97 cm szerokości, 7.63 cm wys.
Polecamy
FASCYNACJE - zabawki stworzone przez fizyków
Najczęściej zadawane pytania:
-
Jak działa LEVITRON?
-
Co utrzymuje „bączka” w górze?
-
Dlaczego „bączek” musi się obracać?
-
Dlaczego „bączek” nie zostaje wytrącony ze swojego ruchu?
-
Dlaczego ciężar jest tak bardzo ważny i musi być często korygowany?
-
Dlaczego bączek w końcu spada?
-
Czy zasada działania LEVITRONA jest wykorzystywana również w innych celach?
-
Bibliografia, odnośniki literaturowe
Jak działa LEVITRON?
Kiedy otrzymałeś już swój LEVITRON i opanowałeś sztukę wprawiania go w ruch i umieszczania w pozycji odpowiedniej do stabilnej lewitacji, zapewne zaczynasz rozumieć, dlaczego L. Ekscytuje i zadziwia tak wielu ludzi. Otrzymaliśmy dlatego wiele pytań od posiadaczy L., dotyczących zasad jego działania.
Co utrzymuje L. W górze?
Siła antygrawitacyjna, która odpycha bączka od podstawy to magnetyzm. Zarówno bączek jak i ciężka płytka w środku podstawy są namagnesowane, ale w przeciwnych kierunkach. Wyobraź sobie, że baza jest magnesem ze swoim biegunem Pn skierowanym ku górze, a bączek jest magnesem ze swoim biegunem Pn skierowanym ku dołowi. Zasada jest taka, że jednoimienne bieguny magnesów odpychają się a różnoimienne przyciągają się i że siły odpychania oraz przyciągania są tym większe, im pola biegunów są bliżej siebie. Na bączka działają cztery siły magnetyczne: na jego Pn biegunie – siła odpychania ze strony bieguna Pn podstawy oraz siła przyciągania ze strony Pd podstawy, na jego Pd biegunie zaś – przyciąganie ze strony bieguna Pn podstawy i siła odpychania ze strony bieguna Pd podstawy. Ponieważ siła magnetyczna zależy od odległości – odpychanie Pn-Pn dominuje i bączek jest magnetycznie odpychany od podstawy. Bączek wisi w powietrzu w miejscu gdzie siła odpychania przeciwdziała grawitacji, to jest w punkcie równowagi- tutaj suma sił wynosi zero.
Dlaczego bączek musi się obracać?
Aby przeciwdziałać wypadnięciu z pola. Pole magnetyczne podstawy oddziałuje na cały bączek ale również nadaje mu moment obrotowy dążący do zmiany osi obrotu. Gdyby bączek nie obracał się, siła momentu obrotowego wytrąciłaby bączka z pola. Zatem pole magnetyczne Pd skierowane w dół i siła pochodząca z podstawy przyciągałaby w tym samym kierunku, co siła grawitacji i bączek mógłby spaść. Kiedy bączek obraca się moment obrotowy działa jak żyroskop i oś obrotu nie zmienia swej pozycji i ma niemal pionowy kierunek w polu magnetycznym. Ten rodzaj obrotu nazywamy precesją. W przypadku LEVITRON oś jest prawie w pionie i precesja jest widoczna jako drżenie, które jest bardziej wyraźne, kiedy bączek zwalnia. Efekt obrotu w stabilizowaniu bączka w polu magnetycznym został odkryty przez Roya M. Harrigana.
Dlaczego bączek nie zostaje wytrącony ze swego ruchu?
Aby bączek pozostawał w zawieszeniu, uzyskanie samego punktu równoważenia się sił na niego działających nie wystarczy. Yen punkt równowagi musi być również stabilny, tak aby po drobnym przesunięciu poziomym lub pionowym bączek znowu wracał do punktu równowagi. Stabilność LEVITRONA jest trudna do osiągnięcia. Zależy ona od faktu, że bączek porusza się z boku – w pewnej odległości od osi magnetycznej podstawy, jej pole magnetyczne, dzięki któremu następuje precesja osi bączka jest nieznacznie odchylone od pionu. Gdyby bączek poruszał się dokładnie wzdłuż osi pionowej, cechy fizyczne pól magnetycznych spowodowałyby niestabilność punktu równowagi w doświadczeniu. Ponieważ jednak kierunek siły pola magnetycznego jest niemal pionowy, punkt równowagi jest stabilny tylko w niewielkim przedziale wysokości -pomiędzy około 1.25 do 1.75 cala ponad częścią środkowej bazy. Działanie LEVITRONA nie obala twierdzenia Earnshaw'a. Twierdzenie Earnshawa głosi, że „W pustej przestrzeni nie istnieje żadna statyczna (czyli niezmieniająca się w czasie) konfiguracja pól elektrycznych, magnetycznych i grawitacyjnych, dla której energia potencjalna miałaby lokalne minimum”. Twierdzenia Earnshowa wyjaśnia na przykład, że nie można umieścić swobodnie jednego magnesu nad drugim, tak, aby oba się odpychały i jeden z nich unosił się w powietrzu. „Wiszący” magnes będzie w stanie równowagi chwiejnej. Z drugiej strony możliwe jest wykorzystanie układów dynamicznych (np. wirującego magnesu) do uzyskania stabilnego unoszenia się przedmiotu – jak w Levitronie.
Dlaczego ciężar jest tak ważny i musi być często korygowany?
Ciężar bączka i wartość siły magnetycznej podstawy i bączka warunkują to, na jakiej wysokości znajduje się punkt równowagi, w którym magnetyzm równoważy siłę grawitacji. Wysokość ta musi należeć do przedziału stabilności-j.w. Niewielkie zmiany temperatury zmieniają namagnesowanie podstawy i bączka / kiedy temperatura rośnie zmienia się uporządkowanie atomów w magnesach i ich pola magnetyczne słabną/. Jeśli ciężar nie jest korygowany według tej zmiany warunków temperaturowych, punkt równowagi znajdzie się poza przedziałem stabilności i bączek spadnie. Ponieważ przedział ten jest naprawdę niewielki, to korygowanie musi być bardzo ostrożne dlatego najlżejsza nakładka stanowi 0,3% wagi bączka.
Dlaczego bączek w końcu spada?
Bączek obraca się stabilnie przy prędkości od 20 do 35 obrotów na sekundę. Natomiast jest całkowicie niestabilny przy obrotach powyżej 35 – 40 obr. na sek. I poniżej 18 obr. na sek. Po uzyskaniu właściwej prędkości obrotu i poziomu lewitacji bączek stopniowo zwalnia z powodu oporu powietrza. Po kilku minutach przekracza dolny limit stabilności i spada. Czas lewitacji może być wydłużony przez umieszczenie Levitrona w próżni. W kilku takich eksperymentach bączek opadł po 30 minutach. Dlaczego – nie jest do końca jasne. Może zmienia się temperatura wytrącając bączek z równowagi jw., może występuje delikatna działająca w dłuższym czasie inna niestabilność związana z za małą prędkością obrotu, albo wibracje sprzętu wytwarzającego próżnię zakłócają działanie pola magnetycznego i stopniowo wytrącają oś precesji bączka z kierunku zgodnego z kierunkiem siły pola magnetycznego. Lewitacja może być wydłużona przez wpuszczenie strumienia powietrza ku ponacinanemu kołnierzowi umieszczonemu w górnej części bączka tak, aby utrzymać prędkość obrotu bączka na odpowiednim poziomie. W ostatnim eksperymencie bączek utrzymywał się w lewitacji przez kilka dni dzięki takiemu rozwiązaniu. Ale z największym powodzeniem wydłuża lewitację nowe urządzenie elektromagnetyczne PERPETUATOR TM – nawet do kilku tygodni.
Czy zasada działania LEVITRONA jest wykorzystywana również w innych celach?
W ostatnich dziesięcioleciach cząsteczki mikroskopijne były umieszczane i utrzymywane podczas badań w polu magnetycznym i elektrycznym. Są różne sposoby realizowania tego zadania. Na przykład neutrony mogą zostać zatrzymane w polu magnetycznym generowanym przez system przewodów wysokiego napięcia. Neutrony stanowią obracające się wokół swojej osi cząsteczki pola magnetycznego, stąd analogia między takim zjawiskiem a Levitronem jest oczywista.
FASCYNACJE - zabawki stworzone przez fizyków
|
