Zřejmě znáte klasické černé feritové magnety, kterými si připevňujete třeba vzkazy na ledničku. Existují i mnohem silnější magnety – neodymové magnety ze slitiny neodymu, železa a boru. Kromě širokého využití v průmyslu, podnikání nebo domácnosti, jej používají techničtí nadšenci pro různé pokusy. Co myslíte, že se stane, když silný NdFeB magnet pustíte do měděné trubky? Zjistěte v článku.
Co k pokusu potřebujete
- měděnou trubku o průměru 2,5 cm a délce alespoň 10 cm
- neodymový magnet o průměru 2 cm. Buď neodymový kotouč nebo 1 – 2 kruhy z neodymu
- ocelovou matičku
- stopky
Jak na to
1) Přidržte měděnou trubku svisle se spodním okrajem asi 10 cm nad podložkou.
2) Nejdříve nechte propadnout trubkou matičku a změřte, za jakou dobu trubkou volným pádem proletí.
3) Potom nechte trubkou propadnout neodymový magnet a také změřte dobu pádu.
Všimli jste si, že doba, po kterou padá magnet, je znatelně delší než doba pádu ocelové matky? Rozdíl mezi časem pádu matičky a neodymového magnetu může být i 4 sekundy. Magnet se v měděném válci jakoby přibrzdí, proplouvá jím.
Inspirujte se na těchto dvou videích, kde magnetičtí geekové pokus provádějí.
Jak je možné, že neodymový magnet padá tak pomalu?
Je třeba zmínit, že magnet a měď na sebe nijak nepůsobí – nepřitahují se žádnou magnetickou silou. Měď totiž není feromagnetickým materiálem.
„Je to proto, že při pohybu magnetu trubkou se v trubce indukují takzvané vířivé proudy. A ty vytvářejí magnetické pole, takže se vlastně kousek trubky stává magnetem, který padající magnet brzdí. A neodymový magnet proto padá trubkou pomalu.“ Vysvětluje Doc. RNDr. Zdeněk Drozd, Ph.D. z katedry didaktiky fyziky, MFF UK.
Důvodem zpomalení magnetu je Lenzův zákon.
Lenzův zákon
Lenzův zákon je fyzikální zákon popisující vztah mezi elektrickým proudem a změnou magnetického indukčního toku.
Znění: Indukovaný elektrický proud v uzavřeném obvodu má takový směr, že svým magnetickým polem působí proti změně magnetického indukčního toku, která je jeho příčinou. Toto pravidlo je důsledkem obecného fyzikálního principu setrvačnosti.
V případě pokusu silného magnetu a měděné trubky se z trubky stala cívka s jedním závitem.
Některé zdroje uvádějí, že pokud se měděný válec ochladí (například pomocí tekutého dusíku) má mnohem větší vodivost než při běžné teplotě v místnosti. To znamená, že vířivé proudy budou trvat déle a magnet se při pádu ještě více zpomalí.
Upozornění: Pokusy a hrátky se silnými neodymovými magnety jsou nebezpečné, hrozí riziko úrazu. Dětem do rukou neodymy nepatří vůbec!
Víte, co se stane, když mezi dva silné magnety z neodymu umístíte jablko? Podívejte na další pokus s neodymovým magnetem a jablkem.
Sledujte dál magnetický blog Unimagnet a odhalte další taje magnetismu.