Magneten der falder langsomt
Kobber tiltrækkes ikke af magneter. Alligevel bremser et kobberrør en magnet, der falder igennem det. Forsøget overrasker næsten alle og er et stærkt udgangspunkt for at forstå induktion. Det samme princip bruges i forlystelser og tog, der bremser uden at røre skinnerne.
Hvorfor falder en magnet langsommere gennem et kobberrør end gennem et plastrør?
Det skal I bruge
| Vare | Varenr. | Antal og formål |
|---|---|---|
| Lenz lov apparat | 320500 | 1 pr. gruppe, kobberrør til forsøget (33 cm) |
| neodymmagneter (10 stk.) | 320040 | 1-2 pr. gruppe |
| Stopur, digitalt | 192800 | 1 pr. gruppe |
| Elevspole 1600 vindinger | 300004 | Til udvidelsen med spole |
| Spændingssensor, trådløs (PASCO PS-3211A) | PS-3211A | Til udvidelsen med spole |
Andet udstyr: plastrør (fx PVC-elrør) i samme længde som kobberrøret; evt. et længere kobberrør fra VVS-handlen (ca. 1 m), så faldet varer endnu længere; et jernstykke eller en ikke-magnetisk klods i samme størrelse som magneten; evt. aluminiumsrør til sammenligning.
Sikkerhed
Neodymmagneter er meget stærke og kan klemme fingre, når de smækker sammen. Hold dem væk fra mobiltelefoner, kort med magnetstrimmel og pacemakere. Magneterne er sprøde og kan splintre.
Sådan gør I
- Hold kobberrøret lodret og slip jernstykket ned gennem røret. Tag tid på faldet.
- Slip magneten ned gennem kobberrøret og tag tid igen.
- Gentag begge dele med plastrøret.
- Gentag hver måling tre gange og regn gennemsnittet ud.
- Kig ned i kobberrøret ovenfra, mens magneten falder.
- Prøv med to magneter sat sammen og se, om faldtiden ændrer sig.
Med PASCO-sensor
Vikl en spole med mange vindinger om plastrøret, eller slip magneten gennem hullet i elevspolen med 1600 vindinger, hvis magneten kan passere. Forbind spolen til den trådløse spændingssensor PS-3211A.
Når magneten falder gennem spolen, viser SPARKvue en spændingstop op og en ned. Eleverne ser her direkte, at en magnet i bevægelse skaber spænding, og at det samme sker i kobberrøret hele vejen ned.
Hvad sker der?
Når magneten falder, ændrer magnetfeltet sig hele tiden i kobberet omkring den. Det inducerer elektriske strømme, der løber i ring i rørvæggen. De kaldes hvirvelstrømme.
Hvirvelstrømmene laver deres eget magnetfelt, som modvirker magnetens bevægelse. Det er Lenz' lov. Bevægelsesenergien bliver til varme i røret, og derfor falder magneten langsomt.
Spørgsmål til eftertanke
- Hvor mange gange længere tog faldet gennem kobberrøret?
- Hvorfor bremses jernstykket ikke i kobberrøret?
- Hvad tror I, der sker med et kobberrør, der har en revne på langs?
- Hvor bruger man magnetbremser i virkeligheden?
Til læreren
Faldtiden afhænger meget af magnetens styrke og af afstanden mellem magnet og rørvæg. Et tykvægget rør med lille spalte giver den største effekt.
LabDidakts tidligere sæt med kobberrør er udgået, så rør skal p.t. købes i et byggemarked eller hos en VVS-grossist. Lad gerne eleverne forudsige resultatet, før magneten slippes.
Vejledningen er udarbejdet af LabDidakt. Læreren skal altid selv vurdere sikkerheden ved forsøget i sin klasse og følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for de kemikalier, der bruges.
