Innehåll
Det är inte en fågel, ett plan eller ens Superman; det är ett kulståg. Ett maglev-tåg lyfter över marken och drivs med hastigheter på upp till 300 miles per timme av kraftfulla superledande elektromagneter. Att experimentera med maglev-modeller och andra magnetiska levitationsprojekt är ett bra sätt för barn att lära sig om magnetism och elektricitet.
Flytande pappersklipp
••• Photodisc / Photodisc / Getty ImagesFerromagnetism är en naturkraft som skapas av elektronernas rörelse. I de flesta element är de roterande elektronerna parade med andra elektroner som rör sig i motsatt riktning. Vissa metaller, till exempel järn, har de flesta av sina elektroner i samma riktning. Detta skapar ett fält av magnetiska kraftlinjer som kan demonstreras med hjälp av järnfilningar och en permanent magnet. Metaller som lockas till ett magnetfält kallas ferromagnetiska metaller, enligt Georgia State University.
Ett sätt att demonstrera metallernas attraktion till ett magnetfält är att göra det flytande pappersklippsexperimentet. Studenten fäster en permanent magnet på en metallkonsol monterad på en hylla eller låda. Han eller hon kommer sedan att binda en bit sträng till en gem och placera den under magneten. Magneten får pappersklämman att stiga upp och flyta i slutet av strängen. Barnen kan testa styrkan i den magnetiska attraktionen genom att dra i strängen för att se hur långt borta från magneten pappersklämman flyter.
Diamagnetisk Levitation
Diamagnetism är magnetisk avstötning. Grafit, vissa metaller som bly och vismut och nästan alla organiska material är diamagnetiska eftersom de avvisar magnetiska krafter. Allt organiskt material uppvisar en svag diamagnetisk kraft som avvisar magnetism. Ett experiment som grafiskt visar detta använder en levande groda upphängd över en kraftfull elektromagnet, enligt High Field Magnetic Laboratory.
Barn kan demonstrera diamagnetisk avstötning genom att bygga ett projekt för att levitera en liten sällsynt jordmagnet mellan två grafitplattor. Du kan köpa delarna till projektet som ett kit eller bygga egna. Två bitar av pyrolitisk grafit är monterade på en träram och en serie billiga ringmagneter hängs under dem för att motverka tyngdkraften på experimentet. En liten sällsynt jordmagnet placeras sedan mellan grafitplattorna där den flyter när den avvisas av grafiten.
Flytande pennor
••• Jupiterimages / Photos.com / Getty ImagesEtt enkelt projekt för att demonstrera magnetisk levitation använder sex ringmagneter, en penna och en del modelleringslera. Låt barnen fästa fyra av ringmagneterna på en plan yta med lite modellerande lera. Se till att magneterna är placerade på ett lika stort avstånd från varandra och har samma polaritet uppåt. Två ringmagneter placeras på blyertspennan så att de är på samma avstånd från varandra som de två magnetenparna på den plana ytan. Fäst ett spelkort på bordet bakom magneterna med lite lera så att blyertspennan kan vila mot den. Barnen kan nu placera pennan ovanför ringmagneterna och titta när den lyfter ovanför bordsskivan.
Levitating tågmodeller
Magnetfält med samma polaritet stöter varandra. Om du placerar nordpolerna av två magneter nära varandra kommer de att skjuta bort från varandra. Ett liknande koncept används i maglev-tågen i Europa, Japan och Kina.
Barnen kan bygga sina egna modell maglev-tåg med några remsmagneter, PTFE-tejp och polystyrenskum. Remsmagneterna tejpas på ett stycke polystyrenskum med samma polaritet uppåt och banan omges av väggar gjorda av mer polystyrenskum. Tåget är ett stycke skum med permanentmagneter limmade på botten med samma polaritet nedåt som spåret uppåt. Placera tåget ner över banan och ge det ett mjukt tryck för att få det att glida nedför spåret. PTFE-bandet längs väggarna gör att tåget glider jämnare.