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鳥でも飛行機でもスーパーマンでもありません。それは新幹線です。磁気浮上列車は地上で浮上し、強力な超伝導電磁石によって時速300マイルまでの速度で推進されます。磁気浮上モデルや他の磁気浮上プロジェクトで実験することは、子供たちが磁気と電気について学ぶ良い方法です。
フローティングペーパークリップ
•••Photodisc / Photodisc / Getty Images強磁性は、電子の運動によって生じる自然な力です。ほとんどの要素では、回転する電子は反対方向に移動する他の電子とペアになります。鉄などの一部の金属では、ほとんどの電子が同じ方向に移動しています。これは、鉄のやすりと永久磁石を使用して実証できる磁力線のフィールドを作成します。ジョージア州立大学によると、磁場に引き付けられる金属は強磁性金属と呼ばれています。
磁場への金属の誘引を実証する方法は、フローティングペーパークリップの実験を行うことです。学生は、棚または箱に取り付けられた金属製ブラケットに永久磁石を取り付けます。次に、彼または彼女は、ひもをペーパークリップに結び付け、磁石の下に置きます。磁石により、ペーパークリップが上昇し、弦の端で浮き上がります。子供たちは、紙クリップが磁石からどれだけ離れて浮くかを見るためにひもを引っ張ることにより、磁力の強さをテストできます。
反磁性浮上
反磁性は磁気反発です。グラファイト、鉛やビスマスなどの一部の金属、およびほぼすべての有機材料は、磁力を反発するため反磁性です。すべての有機材料は、磁気を反発する弱い反磁性力を示します。 High Field Magnetic Laboratoryによると、これをグラフィカルに実証する1つの実験では、強力な電磁石の上に吊るされた生きたカエルを使用しています。
子供は、2つのグラファイトプレートの間に小さな希土類磁石を浮上させるプロジェクトを構築することにより、反磁性反発力を示すことができます。プロジェクト用のパーツをキットとして購入するか、独自に構築できます。 2枚の熱分解グラファイトが木製フレームに取り付けられ、一連の安価なリングマグネットがその下に吊り下げられ、実験の重力に対抗します。次に、小さな希土類磁石がグラファイト板の間に配置され、グラファイトによって反発されるため、浮遊します。
フローティングペンシル
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images磁気浮上を実証するための単純なプロジェクトでは、6つのリング磁石、鉛筆、モデリング粘土を使用します。子供たちに、モデリングクレイを使って4つのリングマグネットを平らな面に取り付けます。磁石の間隔が等しく、極性が上向きであることを確認してください。 2つのリングマグネットが鉛筆の上に配置され、平面上の2組のマグネットと同じ距離になります。粘土の入った磁石の後ろのテーブルトップにトランプカードを取り付けて、鉛筆の先がそれに当たるようにします。子供たちは今、リング磁石の上に鉛筆を置き、それがテーブルの上に浮かぶのを見ることができます。
鉄道模型の浮揚
同じ極性の磁場は互いに反発します。 2つの磁石の北極を互いに近くに配置すると、磁石は互いに離れます。同様の概念が、ヨーロッパ、日本、中国のリニアモーターカーで使用されています。
子供は、ストリップマグネット、PTFEテープ、発泡スチロールを使用して、独自の模型の磁気浮上列車を構築できます。ストリップマグネットは、同じ極性が上向きの発泡スチロールに貼り付けられ、トラックは発泡スチロールでできた壁で囲まれています。トレインは、トラックが上を向いているのと同じ極性が下を向いた状態で、底面に永久磁石が接着された発泡体です。線路の上に列車を置き、線路を滑るように軽く押します。壁に沿ったPTFEテープにより、列車がよりスムーズにスライドします。