Experimento
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Este documento describe un experimento de física sobre la levitación magnética realizado por tres estudiantes. El experimento consiste en una plataforma que flota sobre rieles magnéticos gracias a la repulsión entre imanes y cintas magnéticas. El documento explica que la levitación magnética se logra mediante la interacción de campos magnéticos que generan fuerzas de atracción y repulsión, y que este principio se aplica en trenes de alta velocidad como el Maglev.
Experimento
- 1. “2014. AÑO DE LOS TRATADOS DE TEOLOYUCAN” CBT XONACATLAN CONCURSO ESTATAL DE APARATOS Y EXPERIMENTOS DE FISICA ESTADO DE MÉXICO 2014 MODALIDAD: EXPERIMENTO DE FÍSICA “TREN DE LEVITACIÓN MAGNÉTICA” PARTICIPANTES: - RAFAEL GARCIA CRISTIAN correo: Soy_afortunado@live.com.mx - MORALES CARBAJAL MARIA DEL ROCIO correo: rocixt@gmail.com - REGINO ARISTA LUIS ANGEL correo: zuly.96@hotmail.com.mx
- 2. Tren Levitación Magnética Objetivo La generación de fenómeno de levitar gracias a la repulsión existente entre los polosiguales de dos imanes(“Efecto Meissner”, propiedad inherente a los superconductores) si acercamos un imán a un superconductor, se genera una fuerza magnética de repulsión la cual es capaz de contrarrestar el peso del imán produciendo así la levitación. Método La levitación, se consigue mediante la interacción de campos magnéticos que dan lugar a fuerzas de atracción o repulsión, dependiendo del diseño del vehículo, es decir, según si el tren utilice unsistema de suspensión electromagnética o suspensión electrodinámica. La principal diferencia entre un sistema EMS y un EDS es que en el primero lalevitación del tren es producida por la atracción entre las bobinas colocadas enel vehículo y la vía, y en el segundo se consigue la levitación gracias a fuerzasde repulsión entre estas. La levitación se basa en el sistema de suspensión electrodinámica (EDS) propiedad de ciertos materiales de rechazar cualquier campo magnético que intente penetrar en ellos. La suspensión, por tanto, consiste en que el superconductor rechazará las líneas de campo magnético de manera que no pasen por su interior, lo que provocará la elevación del tren EfectoMeissner El Efecto Meissner fue descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933 (a veces se llama, más justamente, Efecto Meissner-Ochsenfeld), y consiste
- 3. en que cuando unsuperconductor se enfría por debajo de determinada temperatura, si se le aplica un campo magnético externo en el interior del superconductor el campo magnético se anula. Este efecto puede utilizarse para producir “levitación magnética”Cuando se acerca un imán a un superconductor, el superconductor se convierte en un imán de polaridad contraria de modo que “sujeta” al otro imán sobre él. Pero, al contrario que un imán normal (que haría que el otro imán se diera la vuelta y se quedase pegado a él), un superconductor cambia el campo magnético cuando el exterior lo hace, compensándolo, de modo que es capaz de mantener el otro imán fijo en el aire. Se genera una fuerza magnética de repulsión la cual es capaz de contrarrestar el peso del imán produciendo así la levitación del mismo. De hecho, si se aleja el imán del superconductor una vez está cerca, éste cambia de polaridad y lo atrae lo suficiente para mantenerse a la misma distancia Por tanto un objeto estará bajo levitación magnética cuando la fuerza generada por la repulsión electromagnética es lo suficientemente fuerte para equilibrar el peso del objeto Desarrollo Los rieles son dos cintas magnéticas con su polo norte apuntando hacia arriba. Se colocan a 1 cm de los bordes de una tabla de unos 60 cm de largo y 15 cm ancho. La plataforma se hace de un trozo de acrílico o madera. En laparte de abajo se coloca un par de cintas magnéticas que tengan la misma longitud que la plataforma. En los extremos de la plataforma y a ambos lados de la base se colocan imanes. Con la cara norte hacia arriba, de manera que funcionen como resortes cuando plataforma llegue a uno de los extremos de la base y los imanes colocados a la misma altura se repelan, se observara flotar sobre las rieles.
- 4. Resultados Este experimento nos permite observar que se consigue la levitación magnética mediante la interacción de campos magnéticos que dan lugar a fuerzas de atracción o repulsión aunado a que por medio de la generación de un campo electrodinámico se crea una nueva forma de movimiento la cual enfocada al transporte la podemos observar en El tren a levitación magnética (Megalev) cuya tracción y suspensión se basa en el uso de múltiples y potentes electroimanes. En vez de contar con motores eléctricos que rotan produciendo la fuerza de tracción, está provisto de un motor lineal de inducción, en el que un campo magnético es generado longitudinalmente y, por medio de una sucesiva repulsión y atracción, empuja el convoy en la dirección deseada. La levitación magnética presenta una ventaja importante frente a los sistemas clásicos, al estar suspendidos no generan rozamiento con las vías, por lo cual casi la totalidad de la energía utilizada sirve para propulsarlo, logrando así velocidades superiores a los 500 kilómetros por hora. Sin embargo, la tecnología maglev debe superar varios obstáculos para que su uso se generalice, entre ellos la influencia que los poderosos campos magnéticos generados tienen en los dispositivos electrónicos, en los discos rígidos de las computadoras portátiles y en las personas que utilizan marcapasos donde serían notablemente peligroso.