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Non è un uccello, un aereo o addirittura un Superman; è un treno proiettile. Un treno a levitazione magnetica si solleva dal suolo ed è spinto a velocità fino a 300 miglia all'ora da potenti elettromagneti superconduttori. Sperimentare modelli a levitazione magnetica e altri progetti di levitazione magnetica è un buon modo per i bambini di conoscere il magnetismo e l'elettricità.
Graffette galleggianti
••• Fotodisco / Fotodisco / Getty ImagesIl ferromagnetismo è una forza naturale creata dal moto degli elettroni. Nella maggior parte degli elementi gli elettroni rotanti sono accoppiati con altri elettroni che si muovono nella direzione opposta. Alcuni metalli, come il ferro, hanno la maggior parte dei loro elettroni che si muovono nella stessa direzione. Questo crea un campo di linee di forza magnetica che possono essere dimostrate usando limature di ferro e un magnete permanente. I metalli che sono attratti da un campo magnetico sono chiamati metalli ferromagnetici, secondo la Georgia State University.
Un modo per dimostrare l'attrazione dei metalli verso un campo magnetico è fare l'esperimento con graffetta galleggiante. Lo studente attacca un magnete permanente a una staffa di metallo montata su una mensola o una scatola. Lui o lei legherà quindi un pezzo di spago a una graffetta e lo posizionerà sotto il magnete. Il magnete fa sì che la graffetta si sollevi e galleggi alla fine della corda. I bambini possono testare la forza dell'attrazione magnetica tirando la corda per vedere quanto lontano galleggerà la graffetta.
Levitazione diamagnetica
Il diamagnetismo è repulsione magnetica. La grafite, alcuni metalli come piombo e bismuto e quasi tutti i materiali organici sono diamagnetici perché respingono le forze magnetiche. Tutto il materiale organico presenta una debole forza diamagnetica che respinge il magnetismo. Un esperimento che dimostra graficamente questo usa una rana viva sospesa su un potente elettromagnete, secondo l'High Field Magnetic Laboratory.
I bambini possono dimostrare repulsione diamagnetica costruendo un progetto per levitare un piccolo magnete in terre rare tra due piastre di grafite. È possibile acquistare le parti per il progetto come kit o costruirne una propria. Due pezzi di grafite pirolitica sono montati su un telaio di legno e una serie di magneti ad anello economici sono sospesi sotto di essi per contrastare la forza di gravità nell'esperimento. Un piccolo magnete in terre rare viene quindi posizionato tra le piastre di grafite dove galleggia quando viene respinto dalla grafite.
Matite Galleggianti
••• Jupiterimages / Photos.com / Getty ImagesUn semplice progetto per dimostrare la levitazione magnetica utilizza sei magneti ad anello, una matita e della creta per modellare. Chiedi ai bambini di attaccare quattro dei magneti ad anello su una superficie piana con dell'argilla da modellare. Assicurati che i magneti siano distanziati di uguale distanza e abbiano la stessa polarità rivolta verso l'alto. Due magneti ad anello sono posizionati sulla matita in modo che siano alla stessa distanza delle due coppie di magneti sulla superficie piana. Attacca una carta da gioco al tavolo dietro i magneti con un po 'di argilla in modo che la punta della matita possa appoggiarsi contro di essa. I bambini possono ora posizionare la matita sopra i magneti ad anello e guardare mentre levita sopra il piano del tavolo.
Modelli di treni levitanti
I campi magnetici della stessa polarità si respingono. Se si posizionano i poli nord di due magneti l'uno vicino all'altro, si allontaneranno l'uno dall'altro. Un concetto simile è in uso nei treni a levitazione magnetica di Europa, Giappone e Cina.
I bambini possono costruire i propri modelli di treni a levitazione magnetica utilizzando alcuni magneti a nastro, nastro in PTFE e schiuma di polistirolo. I magneti a nastro sono fissati su un pezzo di polistirene espanso con la stessa polarità rivolta verso l'alto e il binario è circondato da pareti fatte di più polistirene espanso. Il treno è un pezzo di schiuma con magneti permanenti incollati sul fondo con la stessa polarità rivolta verso il basso rispetto al binario rivolto verso l'alto. Posiziona il treno sopra il binario e dagli una leggera spinta per farlo scivolare lungo il binario. Il nastro in PTFE lungo le pareti rende il treno più scorrevole.