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Física: Levitación magnética

mayo 11, 2020
profesor-de-fisica - fsica de lo imposible

Cuando hablamos de levitación magnética, a lo que nos referimos es a un objeto suspendido por presión magnética que contrarresta los efectos de la gravedad. Genera imágenes de grandes objetos futuristas que flotan y viajan a gran velocidad. Sin embargo, la levitación magnética es más un hecho científico que una ciencia ficción, ya que la levitación magnética ahora se usa en trenes de alta velocidad y rodamientos magnéticos, ¡así como en pantallas de escritorio geniales que pueden sorprender a sus amigos y familiares!

Desde una edad temprana, a todos nos enseñan que los polos opuestos de un imán se atraen y los polos idénticos de un imán se repelen. Por lo tanto, seguramente podría usar dos imanes grandes y fuertes configurados para repeler y uno levitará sobre el otro. Desafortunadamente, la levitación magnética no es tan simple. Esto se debe a que a los imanes fuertes no les gusta estar en repulsión los unos con los otros, harán todo lo posible para voltearlos para que sus polos opuestos se atraigan y se junten. Si tus dedos están en el medio, ¡puede ser una experiencia muy dolorosa y desordenada! Si tiene dos imanes grandes y puede evitar que se vuelquen, colocando un polo no magnético en el medio, por ejemplo, puede demostrar cómo funciona la repulsión magnética, como en este video: imanes súper fuertes que levitan un hombre.

Un método alternativo y más espectacular para lograr la levitación es usar imanes permanentes fuertes y material diamagnético. La mayoría de los materiales comunes son diamagnéticos, como agua, madera, cobre, plata, oro, plástico, ADN, y la lista continúa. Los materiales diamagnéticos se repelen y son repelidos por fuertes campos magnéticos externos como los producidos por imanes de neodimio o electroimanes. Lo hacen porque la órbita de los electrones que rodean sus átomos cambia para crear un campo magnético débil en repulsión al campo magnético que se le aplica. Existen varios métodos para demostrar la levitación diamagnética en acción: Colocar un objeto diamagnético en un campo electromagnético fuerte De acuerdo, muchos de nosotros habremos visto la imagen asombrosa de una rana levitando. Esto fue posible porque una rana tiene baja densidad y está hecha principalmente de agua (que es diamagnética), y porque se usó un enorme campo electromagnético (16 Teslas alrededor de 20 veces más fuerte que los imanes más fuertes). El campo electromagnético estable mantiene a la rana en su lugar y estos experimentos se han utilizado para determinar los efectos de la ingravidez en los seres vivos. La rana estaba ilesa …

Usar un superconductor para repeler imanes fuertes (o viceversa) Los superconductores son materiales que cuando se enfrían a temperaturas increíblemente bajas (alrededor de -200oC) no tienen resistencia eléctrica y por eso repelen los campos magnéticos. Son los diamagnetos perfectos debido a las corrientes que fluyen en la superficie del material superconductor que generan un campo magnético que anula exactamente el de un campo magnético aplicado externamente como el producido por imanes permanentes fuertes. Encontramos este video en línea que muestra que el material superconductor es repelido por una pista de imanes de neodimio fuertes. ¡No intente esto en casa ya que los superconductores se enfrían con nitrógeno líquido, lo cual es muy peligroso! Flotando sobre material diamagnético sobre imanes fuertes Como los imanes permanentes súper fuertes ahora están fácilmente disponibles, es posible usarlos para levitar pequeñas piezas de los materiales más diamagnéticos como el grafito pirolítico y el bismuto. Sin embargo, incluso en estos materiales, el efecto diamagnético es extremadamente débil. Una disposición de fuertes imanes de cubo de neodimio se utilizan típicamente para flotar pequeñas piezas de grafito ligeras. Los imanes deben estar alineados con polos alternos hacia arriba, si los organiza de manera diferente, el grafito no flotará. Con este enfoque, puede crear una pantalla fascinante para sorprender a sus amigos y familiares. Desplazando un pequeño imán de neodimio entre material diamagnético La mejor y última forma de replicar la levitación magnética con un experimento casero de bricolaje es levitar un pequeño imán de neodimio entre dos bloques diamagnéticos. Para esto, necesita un imán como un imán de neodimio N42 de 23 mm de diámetro x 20 mm de espesor o similar para que actúe como el imán de elevación que contrarresta las fuerzas de la gravedad, un par de bloques de grafito de carbono, un pequeño imán de neodimio como un neodimio de 3 mm3 imán para levitar y un soporte de madera. La clave para que el arreglo funcione es un buen ajuste y paciencia. Encontramos este video que muestra cómo se pueden juntar todas las partes para crear una pantalla fabulosa. Espero que hayas encontrado útil este artículo, si es así, ¡déjanos un comentario y buena suerte al crear tus dispositivos de levitación magnética!

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