Virpuļstrāvas šūpoles: 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Kad vadoša plāksne pārvietojas caur magnētisko lauku, mainās tā plūsma (plāksnes laukums, ko ietekmē magnētiskais lauks). Tas izraisa virpuļstrāvu, kas savukārt kombinācijā ar magnētisko lauku atdzīvina Lorenca spēku. Šis spēks ir pretējs plāksnes virzienam un tādējādi palēnina to.

To var pierādīt, izmantojot svārstu, kas šūpo vadošu plāksni. Lai redzētu bremzēšanas efektu, ir svarīgi izveidot gludu svārstu. Brīvo šūpošanos var salīdzināt ar šūpošanos, kas pakļauta magnētiskajam laukam, lai parādītu efektu.

Piegādes

• Kaklasaites
• krāsu maisītāja nūja
• nemagnētiska metāla plāksne, 5cm x 5cm (1x)
• Virve
• Santehnikas līmlente
• Stenlija nazis
• Neliels svars, <10 g
• Retort statīvs, skavas
• Marķieris

1. solis: svārsta veidošana

Izmantojot LEGO Technics detaļas, piemēram, riteņus un piedziņas vārpstas (skat. Attēlus), izveidojiet iestatījumu, kurā ritenis var brīvi griezties ap savu asi. Riteņa nostiprināšana pie piedziņas vārpstas un vārpstas rotācija arī darbojas, taču tas ir vairāk pakļauts berzei, kas palēninās šūpošanos.

Ar karstu līmi piestipriniet īsu koka dēli pie LEGO riteņa. Dēļa izmantošana piedāvā šūpoles ar nelielu novirzi, tāpēc mēģiniet izvairīties no koka nūju izmantošanas. Dēļa garums ir brīva izvēle, garāka dēlis šūposies ilgāku laiku, bet prasa lielāku uzstādīšanu. Ieteicams vismaz 15 cm, lai pamanītu būtisku bremzēšanu, pretējā gadījumā šūpošanās laiks būs pārāk īss.

Izmantojiet līmlenti, lai piestiprinātu alumīnija plāksni pie dēļa. Nelietojiet karstu līmi, jo šim solim būs nepieciešama atkārtošana, un līmlenti ir viegli noņemt.

2. solis: svārsta piekāršana

Izmantojot retorta statīvu kombinācijā ar skavām, novietojiet šūpoles pareizajā augstumā, lai plāksne šūpojoties nepieskartos statīvam, bet būtu pietiekami zema, lai varētu šūpoties starp magnētiem. Ar līmeni pārbaudiet, vai ass, uz kuras ritenis griežas, ir horizontāla. Izmantojiet virves gabalu, lai atbalstītu skavas, ja tās nav pilnīgi horizontālas. Labākais veids ir novietot virvi starp diviem stiprinājumiem un pēc tam, izmantojot virvi, apturēt skavu. (Skatīt attēlu). Lai stabilizētu svārstu uz statīva, var izmantot papildu lego gabalus. Ideja ir iegūt perfektu šūpošanos ar nelielu novirzi līdz nullei.

3. solis: Magnētu novietošana

Novietojiet magnētus svārsta atpūtas stāvoklī uz šūpošanās ceļa tā, lai tie neaizkavētu svārstu, kad tas šūpojas. Lieta ir tāda, ka svārsts var brīvi šūpoties starp spraugu, ko rada divi magnēti. Izmantojot mazus dēļus un karstu līmi, izveidojiet ieleju, kurā var turēt magnētus. Pēc tam izmantojiet līmlenti, lai piestiprinātu magnētus "ielejai", lai vajadzības gadījumā būtu viegli pārvietot magnētus.

Lai panāktu maksimālu efektu, pārliecinieties, ka attālums starp abiem magnētiem ir minimāls, bet nepieskarieties plāksnei, kad tā šūpojas starp tiem. Lai sasniegtu vēlamo attālumu starp abiem magnētiem, var izmantot jebkuru materiālu (šeit tiek izmantota gumija). Esiet piesardzīgs, tuvinot magnētus kopā, jo tie ir ļoti spēcīgi

Pārliecinieties, vai magnētu labie stabi ir novietoti viens otram pretī, lai tie pievilktu viens otru. Ja gan ziemeļu, gan dienvidu pols atrodas pretī viens otram, magnēti atvairīs viens otru un magnētiskais spēks būs daudz vājāks.

Ja nepieciešams, noregulējiet svārsta augstumu, lai plāksne būtu pārklāta ar diviem magnētiem. To var izdarīt, saspiežot svārsta pagrieziena punktu citā augstumā.

4. solis: iestatīšanas kalibrēšana

Lai varētu parādīt virpuļstrāvas ietekmi uz alumīnija plāksni, ļaujiet svārstam brīvi šūpoties, nepakļaujot to magnētiskajam laukam. Tagad novietojiet magnēta ieleju pie statīva un novietojiet svārstu starp magnētiem un ļaujiet tam šūpoties. Cerams, ka redzēsit, kā šūpoles palēninās, pārvietojoties pa magnētiem, ja jūs izmantojāt īpaši spēcīgus magnētus, tas varētu pilnībā apstāties pirmās piegājiena laikā.