Как работает магнитный парашют: неодимовый магнит и медная труба

Как работает магнитный парашют: неодимовый магнит и медная труба

Магнитный парашют: как замедлить падение с помощью… магнита. Неодимовый магнит и медная (или алюминиевая) труба заставят ваших зрителей немало поломать голову над причинами наблюдаемого явления.

Многие даже вполне взрослые люди не понимают связь между магнетизмом и электричеством. Между тем эта связь лежит в основе практически всей современной электротехники — от генераторов до электродвигателей. А показать ее проще всего с помощью обычного магнита и куска медной трубы.

Для эксперимента понадобится всего две вещи — это неодимовый магнит (лучше всего цилиндрический) и обычная металлическая труба из немагнитного материала, например меди. Внутренний диаметр трубы должен быть чуть больше (скажем, в полтора-два раза), чем внешний диаметр магнита. Ну а теперь попробуйте просто уронить магнит на пол — на первый раз вне трубы.

Как работает магнитный парашют: неодимовый магнит и медная труба

По мере падения магнита магнитный поток в трубе изменяется таким образом, что индуцирует (наводит) электрический ток, направление которого определяется по правилу Ленца. Этот ток в свою очередь порождает магнитное поле.

Если вы ростом не с дядю Степу, то примерно через полсекунды услышите характерный стук магнита об пол (а если все-таки вы дяде Степе ровня, то понадобится на 0,1 с больше). А теперь поднимите магнит с пола и бросьте его внутрь ориентированной вертикально трубы. И пока вы ждете появления магнита из нижнего среза совершенно немагнитной (но обязательно проводящей!) трубы, попробуем объяснить, почему для этого нужно столько времени.

Смотрите также:   Красные карлики

Как работает магнитный парашют: неодимовый магнит и медная труба

Самое простое объяснение наблюдаемого явления основано на двух базовых принципах электромагнетизма: 1. Изменение магнитного поля наводит в окружающих проводниках электрический ток. 2. Электрический ток порождает связанное с ним магнитное поле. Падение будет тормозиться независимо от ориентации магнита (и даже при перевороте во время падения).

Кстати, можете заглянуть в трубу через верхний торец — не застрял ли там магнит? Нет, не застрял — просто он падает очень медленно. Причиной тому неразрывная связь магнетизма и электричества. Движение магнита порождает изменение магнитного поля, которое, в свою очередь, наводит в трубе циркулирующие круговые токи.

Как работает магнитный парашют: неодимовый магнит и медная труба

Над падающим магнитом магнитный поток уменьшается. Направление тока при этом таково, что магнитное поле этого тока притягивает магнит сверху, затормаживая падение.

А эти токи порождают магнитные поля, которые взаимодействуют с полем магнита, замедляя его падение. Ну вот, теперь вы знаете причину и можете продемонстрировать своим друзьям эффектный фокус. Точнее, сможете это сделать, когда магнит наконец пролетит трубу до конца.

А вот и магнит!

Как работает магнитный парашют: неодимовый магнит и медная труба

Под падающим магнитом магнитный поток нарастает. Направление тока при этом таково, что магнитное поле этого тока отталкивает магнит снизу, тоже затормаживая падение.

Статья «Магнитный парашют» опубликована в журнале «Популярная механика» (№9, Сентябрь 2013).

Смотрите также:   Известные легенды древности, у которых есть вполне рациональное объяснение

Дмитрий Мамонтов

источник

19.03.2018

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.