LEVITRON (polos opuestos se repelen)

Índice de apartados:

1. Objetivo
2. Problema
3. Hipótesis
4. Estrategias
5. Compromiso
6. Materia
7. Desarrollo
a. Introducción
b. Magnetismo
8. Experimentación
c. Justificación
d. Acerca de…
e. Materiales
f. Instrucciones
g. Concejos de…
9. Galería
10. Bibliografía
11. Comentarios

Objetivo
Con este experimento se propone o se trata de demostrar que los polos opuestos se atraen y polos iguales se repelen.
El experimento que haremos esta basado en el modelo de Levitrón.

Problema
Podemos hacer levitar un iman sobre otro gracias a que los polos iguales se repelen…El problema es que el iman se gira y, según hemos visto, una peonza en movimiento tiende a mantener el eje de giro.

Hipótesis
¿Se podría conseguir mantener la peonza en el aire levitando sobre un iman si ella es a su vez otro iman?

Estrategias para lograrlo
Se investigara de diversas fuentes y ejemplos de este experimento para lograr con éxito el objetivo.
Expondremos nuestra experiencia al realizar el experimento y saber.

Compromisos
Trataremos de ejemplificar lo mas posible este proyecto para su facil comprensión y realización.

Materia
Física dinamica.

DESARROLLO
Introducción:
Este proyecto se basa principalmente en el magnetismo por lo tanto empezaremos por dar una breve explicación acerca de lo que es esto.
Magnetismo.
El magnetismo es un fenómeno físico por elque los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables facilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influenciados, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
El magnetismo es el resultado del movimiento de los electrones en los atomos de las sustancias. Por lo tanto el magnetismo es una propiedad de la carga en movimiento y esta estrechamente relacionado con el fenómeno eléctrico. De acuerdo con la teoría clasica, los atomos individuales de una sustancia magnética son, en efecto, diminutos imanes con polos norte y sur. La polaridad magnética de los atomos se basa principalmente en el espín de los electrones y se debe sólo en parte a sus movimientos orbitales alrededor del núcleo.
Ademas, los campos magnéticos de todas las partículas deben ser causados por cargas en movimiento y tales modelos nos ayudan a describir los fenómenos .Los atomos en un material magnético estan agrupados en microscópicas regiones magnéticas a las cuales se aplica la denominación de dominios. En un material no magnetizado, estos dominios se orientan en direcciones al azahar.
En el siguiente diagrama que mostraremos a continuación se usa un punto para indicar que una flecha esta dirigida hacia afuera del plano, y una cruz indica una dirección hacia adentro del plano. Si un gran número de dominios seorientan en la misma dirección el material mostrara fuertes propiedades magnéticas.
 

 
Un ejemplo de esto es: una barra de hierro no magnetizada se puede transformar en un iman simplemente sosteniendo otro iman cerca de ella o en contacto con ella. A este proceso le conocemos como, inducción magnética. Esto lo explicaremos en el siguiente diagrama
Las tachuelas se convierten por inducción en imanes, temporalmente. Observe que las tachuelas de la derecha se magnetizaron, a pesar de que en realidad no se han puesto en contacto con el iman. La inducción magnética se explica por medio de la teoría del dominio.
La introducción de un campo magnético provoca la alineación de los dominios, y eso da por resultado la magnetización.
El magnetismo inducido suele ser sólo temporal, y cuando se retira el campo los dominios gradualmente vuelven a estar desorientados. Si los dominios permanecen alineados en cierto grado después de que el campo se ha eliminado, se dice que el material esta permanentemente magnetizado. La capacidad de retener el magnetismo se conoce como retentividad.
 
 

 
Esto es algo como que La corriente eléctrica en los polos iguales (norte-norte o sur-sur) tiene la misma orientación que crea las mismas lineas de fuerza magnética.
La fuerza magnética de un polo empuja directamente contra otro polo equivalente puesto en contacto con el y viceversa y así se repelen.
Ahora en pocas palabras se sabe que los imanes tienen en su campo magnético un polo positivo y uno negativo, existe unaley que dice que los polos iguales se atraen y los opuestos se repelen.
EXPERIMENTACION
Justificación:
Hablemos de una experimentación, el experimento que haremos sera uno conocido como Levitrón o levitón en el que por su mecanismo o funcionamiento pretendemos demostrar como los polos positivos se repelen y haciendo esto podemos obtener un fenómeno de levitación. A continuación daremos una explicación acerca de cómo es que este aparato o experimento funciona, cual es la causa de que ocurra el fenómeno que esperamos suceda ( el experimento no solo muestra que polos opuestos se atraen si no también demuestra o se habla de una fuerza gravitacional)…
Acerca de la experimentación:
• Levitrón
El Levitrón casero es un objeto que hace que las fuerzas gravitacionales se pierdan, puesto que esta crea su propia fuerza gravitacional, una forma sencilla para explicarlo es que dos imanes polarizados inversamente se repelen, ya que los electrones de este son iguales ya sea de forma positiva o negativa, normalmente se puede demostrar tomando dos imanes imantados y acercandolos cada uno por los polos ya sea norte-norte o sur- sur, esto provoca que los electrones de igual carga choquen y así formar una fuerza gravitacional.
Se trata de una base que posee un iman puesto de tal modo que su campo magnético sea vertical y de un trompo también con un campo magnético según su eje. Dichos campos tienen tal sentido que la base repele al trompo cuando este no gira. Cuando se hace que el trompo gire dicho giroevita que el trompo se incline y salga despedido, produciéndose un espectaculo de levitación.
El teorema de Earnshaw, de 1839, demuestra que es imposible mantener en equilibrio estatico un iman colocado sobre otro con los polos iguales enfrentados. Es como intentar dejar un lapiz en posición vertical sobre su punta. El equilibrio es tan inestable que la mínima perturbación, incluso el choque de una molécula de aire, lo tumba. Sin embargo, Roy Harrigan de Vermont, que sin duda al principio de su intento no conocía el teorema, se empeñó en conseguirlo.
Materiales:
(Estos materiales pueden variar según las necesidades de cada persona, tamaño de imanes o la forma de hacer la peonza etc.…)
* Iman grande
* Iman en forma de aro (D=4cm; d=1.5cm) aprox.
* Un palito de madera o plastico en forma cónica. (que tenga el diametro mayor al diametro 'd' del iman para que no se salga'
* Silicón
* Estuche acrílico de CD.

Esta es otra forma con materiales iguales pero diferentes medidas
Los materiales puedes conseguirlos de bocinas que ya no funcionen, su diametro de los imanes grandes es mas o menos de 15 cm son tres imanes, y la perinola se puede hacer con un iman pequeño, también de bocina, y en el centro se le pone un pedazo de madera para poder darle vueltas.
Instrucciones
El polo N del anillo y el S de la peonza se enfrentan, razón por la cual ésta es fuertemente atraída por la base. Una vez puesta en rotación el campo magnético de la peonza y el del iman estan practicamente alineadossi se exceptúa la pequeña precesión del eje de la peonza alrededor del eje vertical.
A medida que la peonza asciende, la interacción entre ambos campos magnéticos provoca que la atracción entre la peonza y la base se transforme en un efecto de sustentación (apreciable a partir de unos 3 cm. de altura) que puede llegar a equilibrar la fuerza de atracción gravitatoria.
Hay que tener en cuenta que el valor del campo magnético puede variar en función de la temperatura u otros factores. Por tanto, puede ser necesario ajustar ligeramente la masa de la peonza en cada experiencia. Ahora sigamos estos pasos para su fabricación:
* Colocar el palito de madera dentro del Iman tipo aro, fijarlo con silicón, asegurandose que el lado (+) quede hacia abajo. 'Levitrón o levitón'
* Colocar sobre una mesa el Iman grande, con el lado (+) hacia arriba.
* Colocar el estuche de CD sobre el Iman grande, lado (+)
* Hacer girar el palito con el iman, sobre el estuche de CD.
* Levantar poco a poco el estuche de CD, y luego retirarlo.
Consejos de realización
Tener bien presente que los ajustes del aparato son delicados y que el adquirir las destrezas necesarias para lograr que la peonza ruede o para conseguir la levitación no es tarea facil.
Es fundamental una correcta regulación de la masa de la peonza. La masa de la peonza se puede modificar con precisión de 0 g mediante unas arandelas que se fijan al eje central. Es frecuente la tendencia a salir disparada siguiendo las líneas del campo magnético.Si esto sucede aumentar un poco la masa. También puede probarse a levantar un poco las patas situadas en la dirección en que se desvía.
El 'secreto' esta en un lento ascenso del plato elevador hasta que practicamente no se note el peso de la peonza. Mantener entonces ligeramente la posición y retirar el plato, con mucho cuidado, hacia abajo.

Galería de fotos e imagenes:



Bibliografía:

* https://pdf.rincondelvago.com/
* https://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo
* https://genesis.uag.mx/
* https://web.educastur.princast.es/
* https://www.levitron.de

Comentario:

Este proyecto se baso mas que nada en la explicación del magnetismo centrandonos en exponer o dar a entender la idea de que los polos opuestos se atraen y los iguales se repelen, existen miles de experimentos con lo que podemos comprobar esta teoría uno de ellos es el de el tren maglev que levita un poco por la repulsión de polos iguales, en nuestro caso elegimos el de Levitrón que no solo habla de este fenómeno si no también influyen otros factores tal como es la gravitación.