Magnetické guľôčky NeoCube sú zábavným hlavolamom. Ich skladanie do rôznych 2D aj 3D tvarov vám posilní prsty, precvičí kreativitu aj uvoľní myseľ. No okrem vytvárania ornamentov, kociek, diamantov, autíčok alebo napríklad zvieratiek sa dajú využiť aj inak. Použite neodýmové guľôčky na jednoduchý pokus. Postup nájdete v článku.
Na vyskúšanie tohto pokusu s magnetmi a magnetickou silou vám bude stačiť 60 magnetických guľôčok zo stavebnice NeoCube.
1) Spojte za sebou 37 magnetických guľôčok do retiazky.
2) Postupne ich omotávajte dokola tak, aby vznikol šesťuholník – hexagón.
3) Z ďalších 20 guľôčok si pripravte ešte jednu retiazku, tú však do žiadneho tvaru nespájajte.
4) Strednú guľôčku hexagónu prstami jemne o pár milimetrov zatlačte smerom nadol, aby sa šesťuholník pekne otáčal okolo svojej osi. Skúste ho roztočiť prstami. Musí byť položený na hladkej ploche, napríklad na stole.
5) Vezmite si retiazku z 20 guľôčok a opatrne ňou pohybujte okolo hexagónu sem a tam. Mal by sa začať hýbať.
6) Teraz retiazkou pomaly krúžte okolo šesťuholníka. Postupne hexagón roztočte. Je potrebné nájsť vhodnú vzdialenosť – takú, aby magnetická sila ornament roztočila, no zároveň aby sa k nemu retiazka nepricvakla. Chce to trochu cviku a pár pokusov.
7) Po chvíli sa vám podarí hexagón pekne roztočiť bez toho, aby ste sa ho dotkli. Magnetická sila uvádza guľôčky do pohybu.
Pozrite si video s pokusom:
Tento pokus s magnetickými guľôčkami NeoCube demonštruje niekoľko fyzikálnych princípov, najmä pôsobenie magnetickej sily.
Prinášame vysvetlenie, čo sa v jednotlivých krokoch deje a aké sily pôsobia:
1–4) Magnetická sila pri zostavení hexagónu
Kohezívna sila: Magnetické guľôčky držia pokope vďaka magnetickej sile, ktorá medzi nimi pôsobí. Šesťuholník je stabilná štruktúra, ktorá umožňuje guľôčkam zostať spolu a udržať si pevný tvar.
5–7) Roztočenie hexagónu retiazkou z magnetov
Magnetické pole: Keď pohybujete retiazkou magnetických guľôčok okolo hexagónu, vytvárate pohybujúce sa magnetické pole.
Interakcia magnetických polí: Toto pohybujúce sa pole interaguje s magnetickým poľom hexagónu.
Torzna sila: V dôsledku tejto interakcie vzniká torzná (otáčavá) sila, ktorá spôsobí, že sa hexagón začne otáčať.
Bezdotyková interakcia: Ide o názorný príklad toho, ako môžu objekty medzi sebou vďaka magnetickým silám pôsobiť na diaľku bez fyzického kontaktu.
Pár ďalších postrehov k pokusu
Vzdialenosť a sila: Musíte nájsť ideálnu vzdialenosť medzi retiazkou a hexagónom, pri ktorej je magnetická sila dostatočne silná na roztočenie hexagónu, ale nie taká silná, aby sa naň guľôčky z retiazky pricvakli.
Otáčavý pohyb: Keď sa hexagón začne otáčať, zotrváva v pohybe vďaka svojej zotrvačnosti, kým ho nezastaví vonkajší vplyv, napríklad trenie medzi guľôčkami a povrchom stola.
Aplikácia fyzikálnych zákonov
Zákon akcie a reakcie: Keď pohybujete retiazkou okolo hexagónu, akčná sila z pohybujúceho sa magnetického poľa vyvolá reakčnú silu v hexagóne, čo vedie k jeho rotácii.
Zachovanie hybnosti: Hexagón pokračuje v otáčaní, kým nie je zastavený vonkajším vplyvom alebo silou, napríklad trením.
Tento pokus je názorným spôsobom, ako si predstaviť, ako môžu magnetické polia pôsobiť na objekty na diaľku a byť využité na vyvolanie pohybu bez fyzického kontaktu. Zároveň ide o ukážku viacerých kľúčových fyzikálnych princípov v praxi.
Podarilo sa vám hexagón zostaviť a roztočiť?
Vyskúšajte aj ďalšie pokusy s magnetmi a magnetickou silou.
