Как же работает этот «простой» электропоезд?

В этом видео на YouTube сухая батарея, намотанная медная проволока и несколько магнитов (см. изображение ниже) используются для создания того, что можно описать как «поезд». Выглядит увлекательно, но как работает этот эксперимент?

Обновление от 8 августа 2016 г.: Эта проблема была полностью проработана в статье, опубликованной в январском номере журнала American Journal of Physics за 2016 г.

Ссылка : Ам. Дж. Физ. 84, 21 (2016); http://dx.doi.org/10.1119/1.4933295

Кадр из видео поезда на магните

Это своего рода униполярный двигатель. Поищите на ютубе этот термин, там много забавных экспериментов с проводами и магнитами.
Вот это да. Я создал аккаунт, чтобы спросить об этом ;)
Если бы я спросил об этом, я бы потребовал, чтобы кто-то сделал это сам, чтобы убедиться, что это работает. USPTO выдало патенты на варп-двигатели и машины времени, основанные на теории.

Ответы (1)

Хорошее видео - хорошая находка :-)

Если вы пропускаете ток через катушку; он генерирует магнитное поле внутри катушки следующим образом:

Катушка

( Изображение с сайта Гиперфизики .)

Если силовые линии точно параллельны, стержневой магнит не будет ощущать результирующей силы. Однако на концах катушки, где силовые линии расходятся, стержневой магнит либо втягивается в катушку, либо выталкивается из катушки в зависимости от того, с какой стороны вы его вставите.

Хитрость в видео заключается в том, что магниты сделаны из проводящего материала и соединяют клеммы аккумулятора с медным проводом, поэтому аккумулятор, магниты и медный провод образуют цепь, которая генерирует магнитное поле непосредственно рядом с аккумулятором. Геометрия означает, что два магнита автоматически находятся на концах генерируемого магнитного поля, где поле расходится, поэтому на магниты действует сила.

Магниты были тщательно выровнены таким образом, чтобы сила на обоих магнитах была направлена ​​в одном направлении, и в результате магниты и батарея двигались. Но когда они движутся, магнитное поле движется вместе с ними, и вы получаете постоянное движение.

Если вы перевернете два магнита на концах батареи, батарея и магниты будут двигаться в обратном направлении. Если вы перевернете только один магнит, два магнита будут тянуть/толкать в противоположных направлениях, и батарея не будет двигаться.

Спасибо за объяснение. Является ли закон Силы Лоренца F=q(vXB) основным уравнением, стоящим за этим?
@noir1993: Нет, закон Лоренца определяет силу, действующую на заряд, движущийся в магнитном поле. Это движение обусловлено силой, действующей на магнитный диполь в неоднородном магнитном поле.
"он генерирует электрическое поле"? ты не имеешь в виду "магнитное поле"?
@ noir1993 Сила Лоренца - это сила, создаваемая на проводе током, движущимся в магнитном поле, создаваемом магнитом, которая идентична по величине и противоположна по направлению силе, действующей на магнит. На мой взгляд, это был бы более прямой способ вычислить силу, чем пытаться вычислить силу двух магнитных полей.
Разве после этого редактирования не изменится следующий абзац: «Если линии поля точно параллельны» и т. д.? Моя электромагнитная физика довольно заржавела, но я думал, что магнитное поле будет воздействовать на магнит вдоль силовых линий, и эффект будет сильнее всего, когда силовые линии параллельны.
Итак, если бы магниты были меньшего диаметра, чем батарея, или если бы магниты имели слой изоляции на своей внешней цилиндрической стенке, поезд не работал бы?
Я видел, как люди спрашивали, является ли это униполярным двигателем. Я на заборе.
@ User58220: Цепь должна быть завершена, так что да. Однако вы можете использовать маленькие магниты и добавить металлические цилиндры большего размера, чтобы обеспечить необходимый электрический контакт.CYLINDER-magnets-battery-magnets-CYLINDER
Будет ли замена катушки с правой спиралью на катушку с левой спиралью также изменить направление движения?
@iamnotmaynard: нет, ты путаешь диполь и монополь. Диполь не чувствует результирующей силы в постоянном поле.
В Американском журнале физики за январь 2016 года есть статья, анализирующая движение: scitation.aip.org/content/aapt/journal/ajp/84/1/10.1119/…
Я добавлю эту статью к вопросу...
Как же работает этот «простой» электропоезд?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v