Det är inte en fågel, ett plan eller till och med Superman; det är ett kolltåg. Ett maglevtåg levitar över marken och drivs med hastigheter upp till 300 miles per timme med kraftfulla superledande elektromagneter. Experimentering med maglevmodeller och andra magnetiska levitaprojekt är ett bra sätt för barn att lära sig om magnetism och elektricitet.
Flytande pappersklämmor
Ferromagnetism är en naturlig kraft som skapas av elektronernas rörelse. I de flesta delar är de spinnande elektronerna parade med andra elektroner som rör sig i motsatt riktning. Vissa metaller, som järn, har de flesta elektronerna som rör sig i samma riktning. Detta skapar ett fält av linjer med magnetisk kraft som kan demonstreras med användning av järnfilningar och en permanentmagnet. Metaller som lockas till ett magnetfält kallas ferromagnetiska metaller, enligt Georgia State University.
Ett sätt att visa metallernas attraktion på ett magnetfält är att göra det flytande pappersklippet experimentet. Studenten fäster en permanentmagnet på en metallfäste monterad på en hyll eller en låda. Han eller hon kommer då att knyta en sträng till ett pappersklipp och placera den under magneten. Magneten får pappersklippet att stiga upp och flyta i slutet av strängen. Barnen kan testa styrkan hos den magnetiska attraktionen genom att dra på strängen för att se hur långt bort från magneten som pappersklippet kommer att flyta.
Diamagnetisk Levitation
Diamagnetism är magnetisk avstängning. Grafit, vissa metaller som bly och vismut och nästan alla organiska material är diamagnetiska eftersom de avvisar magnetiska krafter. Allt organiskt material uppvisar en svag diamagnetisk kraft som avstöter magnetism. Ett experiment som grafiskt visar detta använder en levande groda som är suspenderad över en kraftfull elektromagnet enligt High Field Magnetic Laboratory.
Barn kan visa diamantisk avstängning genom att bygga ett projekt för att levitera en liten sällsynta jordartsmagnet mellan två grafitplattor . Du kan köpa delarna till projektet som ett kit eller bygga din egen. Två stycken pyrolitisk grafit är monterade på en träram och en serie billiga ringmagneter suspenderas under dem för att motverka tyngdkraften i experimentet. En liten sällsynta jordartsmagnet placeras sedan mellan grafitplattorna där den kommer att flyta, eftersom den avvisas av grafiten.
Flytande pennor
Ett enkelt projekt för att visa magnetisk levitation använder sex ringmagneter , en penna och någon modellerande lera. Låt barnen fästa fyra av ringmagneterna på en plan yta med lite modellerande lera. Se till att magneterna är placerade på samma avstånd och har samma polaritet uppåt. Två ringmagneter placeras på penna så att de är lika avstånd som de två par magneterna på den plana ytan. Fäst ett spelkort på bordsskivan bakom magneterna med lite lera så att blyertspunkten kan vila mot den. Barnen kan nu placera blyertspenna ovanför ringmagneterna och titta på som det levitar ovanför bordsskivan.
Levitera tågmodeller
Magnetiska fält med samma polaritet stöter varandra. Om du placerar nordpolen på två magneter nära varandra, kommer de att trycka bort från varandra. Ett liknande koncept används i maglevtågarna i Europa, Japan och Kina.
Barnen kan bygga egna maglevtåg med hjälp av vissa bandmagneter, PTFE-tejp och polystyrenskum. Bandmagneterna tappas på en bit av polystyrenskum med samma polaritet uppåt och spåret omges av väggar gjorda av mer polystyrenskum. Tåget är ett stycke skum med permanenta magneter limmade på botten med samma polaritet vänd nedåt som spåret har vänd uppåt. Placera tåget över spåret och ge det ett försiktigt tryck för att det ska glida ner banan. PTFE-tejpen längs väggarna gör tåget glidare smidigare.
