Levitrón: Experimento físico

Publicado en 'Ciencias' por Goku, 1 Abr 2007.





  1. Goku

    Goku Miembro de plata

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    Para aquellos que andan buscando una nueva idea para la Feria de Ciencias aquí les comparto un experimento bien interesante y se llama Levitrón.

    No conozco mucho sobre el experimento pero se trata de hacer flotar un trozo de imán.

    [YOUTUBE]fDXtPMtyKPk[/YOUTUBE]
     


  2. Ninja

    Ninja Suspendido

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    Para complementar tu información.....


    El rincón de la Ciencia
    Levitación por rotación (RC-16)Fermín Galán Márquez y David Fraga Aydillo

    Vamos a describir un curioso aparato, llamado Levitron, que se comercializa como juguete. A pesar de que tiene poco que ver con los campos magnéticos intensos, tema de este trabajo, nos ha parecido interesante incluirlo al estar relacionado con los temas de levitación.
    [​IMG]
    El Levitron en sí consiste en una base y en un extremo superior alargado. La base y el extremo son dos imanes, pero colocados de forma tal que los dos polos iguales (por ejemplo, el norte de la base y el norte del extremo) quedan enfrentados. El ajuste de estos imanes en el proceso de fabricación debe hacerse de forma muy cuidadosa.
    Surgen cuatro fuerzas magnéticas en el extremo: dos de atracción y dos de repulsión con respecto a los polos del imán de la base. Sin embargo, la dependencia con la distancia de la fuerza magnética hace que, tal y como están colocados los imanes, en conjunto, la resultante se oponga a la fuerza gravitatoria y, así, el extremo levita sobre la base.
    [​IMG]
    Sin embargo, el campo magnético de la base crea un momento que tiende a volcar el imán del extremo hacia abajo. Para evitar que esto ocurra, el Levitron ha de estar describiendo un movimiento de rotación, ya que, en este caso el momento actúa de forma giroscópica y el eje del sistema no vuelca, manteniéndose más o menos en la misma dirección que el campo magnético.
    Este movimiento de rotación es similar al movimiento de precesión de una peonza. El eje es casi vertical en un principio, pero según va disminuyendo la velocidad de giro, una leve oscilación aparece en este eje.
    De hecho, el principio de funcionamiento es similar al de una peonza. Es casi imposible conseguir que una peonza quede en equilibrio por la punta y no caiga. Sin embargo, mientras está girando el equilibrio se mantiene. Al disminuir la velocidad, la peonza empieza a cabecear, hasta que, finalmente, cae. Exactamente igual que ocurre con el Levitron.
    Este aspecto de estabilidad es muy delicado en el Levitron. En definitiva, el sistema solo funciona en un determinado rango de alturas, que van desde 3.125 a 4.375 cm desde el centro de la base. La altura concreta para el equilibrio depende principalmente del peso del extremo y de la fuerza del campo de la base.
    El teorema de Earnshaw no compromete la estabilidad del Levitron ya que no es aplicable al sistema. Al estar girando, el extremo no puede considerarse un sistema estático frente al campo magnético creado por la base, así que no podemos aplicar el teorema.
    Existen otros factores como la temperatura (que altera la magnetización de los imanes) que pueden alterar la estabilidad. Respecto a la velocidad de rotación, el rango estable se encuentra entre 20 y 26 rps, siendo completamente inestable por debajo de 18 o por encima de 30.
    Respecto a los materiales, los imanes con los que se fabrica el Levitron, y en concreto el extremo, son cerámicos. Si fueran metálicos, con el movimiento de rotación, surgirían corrientes que, debido a la resistencia del material, disiparían su energía de rotación. Con materiales cerámicos, que son aislantes, se evita la aparición de estas corrientes.
    Idealmente, el Levitron levita de forma indefinida. Sin embargo, debido a la resistencia que opone el aire, la energía de rotación se va disipando y, después de unos minutos e funcionamiento, cuando la velocidad angular baja de los 18 rps (mínimo de estabilidad) el sistema cae.
    Se pude prolongar este periodo en cámaras de vacío hasta unos 30 minutos. No obstante, todavía se puede mejorar compensando la perdida de velocidad. Esto se consigue mediante un chorro de aire dirigido adecuadamente contra el extremo levitador, de forma que la frecuencia de la rotación se mantiene dentro del rango estable. De esta forma, se puede (y de hecho se ha conseguido) mantener un Levitron funcionando durante días.


    http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Curiosid/Rc-16/RC-16.htm

     
  3. DiabuluS

    DiabuluS Miembro maestro

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    me pregunto si se prodria hacer que nunca se detuviese, y si se podria modificar como para hacer un generador electrico( hize uno en el cole, pero tenia de darle vueltitas XD, con la manivela)...
     
  4. ReBoiLeR

    ReBoiLeR Miembro nuevo

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    Como tu lo has dicho, tenías que aplicarle energía para que se mantuviera en funcionamiento, en algun momento el rozamiento del aire lo detendría y aún asi si estuviese en el vacío, no existe el movimiento perpetuo a menos que se aplique energía, son las leyes de la termodinamica.
     
  5. OffLine

    OffLine Miembro de oro

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    pues yo compre los imanes y todavía no me sale

    alguna sugerencia?

    es una tarea para mi hijito
     
  6. maguillo

    maguillo Miembro de plata

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    reviviendo post no?
     
  7. OffLine

    OffLine Miembro de oro

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    no

    me bajé de un DeLorean y seguí posteando..
     
  8. diegodeacedo

    diegodeacedo Miembro maestro

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    tienes las instrucciones de lo que hiciste en el cole????
     
  9. OffLine

    OffLine Miembro de oro

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    No se puede...
    se mantiene girando por la ausencia de fricción...
    si lo conectas a un generador o dínamo le estarías quitando esa ventaja y se detendría inmediatamente...