Indítórámpa

Gilles Charles az Orléans-i Egyetemen dolgozik, és számos, mágnesünkkel végzett kísérletét teszi közzé a YouTube-on. Itt például egy zseniális golyókilövő rámpát mutat be ...

Készülékünk egy például alumíniumból készült vályúból áll, amelyre mágnesek vannak felszerelve.

A legfontosabb a mágnesek pozicionálása: úgy kell elhelyezni őket, hogy a vályú mindkét oldalán azonos legyen a pólusok iránya, vagyis például a bal oldalon mindegyik déli pólusa, a jobb oldalon pedig mindegyik északi pólusa nézzen kifelé.

A videóban bemutatott kísérletben kis kocka mágnesek, W-05-G típus kerülnek használatra, de korongok is alkalmazhatók. Feltételezve, hogy ezek a korongok axiálisan mágnesezettek, függőlegesen, kis kerekekként kell őket elhelyezni. A mágnesek közötti távolság nem játszik nagy szerepet, de a szép gyorsuláshoz elég közel kell lenniük egymáshoz. A mágnes erősségétől függően ez eltérő lehet; a mi kísérletünkben körülbelül 5 mm-re helyeztük el őket egymástól.

A rámpa végén oldalanként két-két mágnest helyezünk egymásra egy helyett. Ez egy „mágnescsapdát” hoz létre: erősebb mágneses teret, amely megállítja a golyót.

A golyó mágnes most kb. 2 cm-re kerül elhelyezésre a rámpa elejétől. Nem szükséges a golyót gurításba hozni, a rámpán elosztott mágnesek mágneses tere a rámpa vége felé húzza. A rámpa végén lévő csapda erős mágneses tere megállítja a golyót.

Az üveggolyót közvetlenül a záró mágnes előtt helyezzük a rámpára, hogy a golyó mágnes a lehető legnagyobb sebességgel ütközzön bele. Miközben a golyó mágneset a "mágnescsapda" megállítja, az üveggolyó kilő.

Magyarázat:

Egy mélyedésbe guruló gömböt a mélyedés legmélyebb pontja vonzza. A mélyedést „potenciálkatlannak” is nevezik. Ezt a fogalmat a mágneses kilövőrámpa magyarázatához is felhasználhatjuk.

Ehhez először egy egyszerűsített rámpát vizsgálunk, amelyben csak egy mágnespár van. Ez a mágnespár a vályú falával együtt, amely mentén a golyó halad, potenciálgödröt képez. A golyót ennek a „legmélyebb” pontja vonzza. Ez a két rámpamágnes között található. Ha a golyót ebbe a „gödörbe” gurítjuk, ide-oda gurul, amíg (a súrlódási veszteségek és az elektromágneses energia igen csekély kisugárzása következtében) középen meg nem áll.

Ha két kocka mágnes helyett két hosszú, keresztirányban mágnesezett mágnesrudat használunk, ennek megfelelően elnyújtott potenciál gödröt kapunk.

A hosszú mágnespárt elképzelhetjük úgy is, hogy rövid párokra fűrészeljük, majd hézag nélkül (hosszirányban) össze­toljuk. Ez nem változtat semmin az ép rudakhoz képest. Ha azonban a fűrészelt mágnespárokat hosszirányban széthúzzuk, akkor a vályúval együtt továbbra is szimmetrikus potenciálmélyedést alkotnak, a mágnespárok közötti távolságok azonban hullámossá teszik azt. Ha ezeknek a hullámoknak a távolságai (a mágnespárok közötti távolságok) nem túl nagyok, a golyó szintén ide-oda gurul, míg meg nem áll.

Az indítórámpánál ez a szimmetria most megszűnt.

A rámpa végén lévő "stoppmágnesek" az egész potenciálteknőt aszimmetrikusan deformálják. A teknő legmélyebb pontja most a stoppmágnesek között található. A golyó ebbe a pontba esik, vagyis az "végteknőben" ide-oda leng, amíg a sebességi energiája a súrlódás következtében hővé nem alakul. A lengést a videón jól hallható zümmögésként lehet érzékelni.