Levitující magnet
Pokus číslo: 2161
Cíl pokusu
Cílem pokusu je demonstrovat magnetickou levitaci.
Teorie
Pokud k sobě natočíme dva magnety souhlasnými póly, budou se odpuzovat, přičemž se zmenšující se vzdáleností pólů odpudivá (repulzivní) síla mezi magnety roste.
Jestliže takto umístíme dva tyčové magnety svisle nad sebe, v nějaké vzdálenosti se vyrovnají síly, které působí na horní magnet – tedy magnetická síla (působící směrem vzhůru) a síla tíhová. Protože výslednice těchto sil bude nulová, horní magnet zůstane v klidu a bude se vznášet „na magnetickém polštáři“ – tento jev označujeme jako magnetickou levitaci.
Pomůcky
Dva permanentní tyčové magnety, odměrný válec o vnitřním průměru o málo větším než je průměr tyčových magnetů.
Postup
Do odměrného válce vložíme jeden magnet.
Opatrně vložíme do odměrného válce i druhý magnet tak, aby se magnety vzájemně odpuzovaly.
Vzorový výsledek
Obrázek níže ukazuje vzorový výsledek experimentu.
Technické poznámky
Je skutečně nezbytné, aby byl vnitřní průměr válce podobný průměru magnetů – to brání magnetům, aby se snažily přetáčet.
Pokus můžeme provést s více než dvěma magnety.
Metodické poznámky
Z terminologického hlediska se v našem experimentu nejedná o skutečnou magnetickou levitaci – vzhledem k použití odměrného válce coby kompenzační pomůcky k udržení stability se hovoří o tzv. pseudolevitaci.
Toto uspořádání lze použít pro jednoduché měření závislosti velikosti magnetické síly působící mezi dvěma stejnými tyčovými magnety na vzdálenosti jejich pólů. V teorii jsme uvedli, že v rovnovážné poloze, ve které se ustálí horní magnet, se odpudivá magnetická síla rovná jeho tíze. Budeme-li tedy horní magnet zatěžovat, bude se s jeho rostoucí tíhou vzdálenost mezi sousedními souhlasnými póly zmenšovat – lze tak získat náznak závislosti velikosti odpudivé magnetické síly na vzdálenosti pólů. Podobně lze horní magnet tlačit směrem dolů a zaznamenávat tuto sílu siloměrem, který je schopen měřit i tlakovou (nejen tahovou) sílu.
