Stavba jednoduchého elektromagnetického vlaku je čiastočne veda a čiastočne mágia! Pomocou niekoľkých spotrebných materiálov môžu deti postaviť medenú cievkovú trubicu, ktorá bude poháňať ich batériový vlak, aby sa sám pohyboval! Je to všetko veľmi cool a skutočne zábavná aktivita STEM alebo projekt na podporu vedeckého veľtrhu pre deti všetkých vekových kategórií.
Postavte si magneto-elektrický vlak
Jedna z vecí, ktoré sa mi na tomto jednoduchom vedeckom experimente páčia, je, že hoci sa dá ľahko vyrobiť a hrať sa s ním, existuje neobmedzené množstvo vzdelávacích skúseností pre deti všetkých vekových skupín a úrovní. S týmito pojmami budú ohrození aj dospelí. Je to všetko také zábavné skúmať vedu za hrou!
Súvisiace: Toto je jeden z viac ako 50 nápadov na projekt vedeckého veľtrhu
Akonáhle si postavíte svoj elektromagnetický vlak, nezabudnite sa zásobiť batériami, pretože je skutočne zábavné hrať sa s nimi a tieto batérie nevydržia večne…
Vedeli ste, že sme napísali vedeckú knihu? Pozrite si všetky zábavné… 101 skvelých vedeckých experimentov, aby som bol presný {chichotať}.
Upozornenie na upozornenie: Tento jednoduchý vedecký experiment využíva neodymové magnety, ktoré sú malé a veľmi silné, čo môže predstavovať bezpečnostné riziko. Magnety musia zostať mimo detských úst a nikdy ich neprehltnú. Menšie deti potrebujú pri hre s vláčikom neustály dozor, pretože magnety sú také silné a sú tam batérie a medený drôt s ostrými koncami.
Potrebný spotrebný materiál
Súvisiace: Potrebujete viac zábavných experimentov s magnetmi?
Pokyny na výrobu elektromagnetického vlaku s medenou cievkou
Krok 1
Pomocou fixky ako vodidla pevne obtočte medený drôt, aby ste vytvorili kruhový tunel. Cievka nemusí byť dokonalá, ale chcete sa vyhnúť oblastiam, ktoré majú dostatočne veľký priestor, ktorý by mohol narušiť cestu batérií cez trubicu cievky.
Pokračujte v navíjaní a navíjaní medeného drôtu okolo značky a ťahajte ho dopredu, keď potrebujete viac miesta na navíjanie značky. Vytvoríte dlhú medenú stočenú trubicu.
Krok 2
Aby sa batéria a neodýmové magnety spojili, umiestnili sme tri magnety na každú stranu batérie na jej konce.
Záleží na tom, akým spôsobom umiestnite magnety na batériu?
Táto otázka môže byť vaším prvým experimentom! Zmení poloha magnetu spôsob, akým sa vlak pohybuje?
–> Upozornenie na spoiler: Áno! V skutočnosti musia byť magnety na každom konci umiestnené tak, aby sa od seba tlačili.
Ak zarovnáte magnety tak, aby dva rovnaké póly smerovali k sebe, magnety sa odtlačia. Toto sa nazýva odpudzovanie. Protiľahlé póly sa navzájom priťahujú, ale podobné póly sa odpudzujú.
Nevie, bez odpovedeVeda o magnetoch
Krok 3
Umiestnite svoju dlhú cievku medenej „vlakovej dráhy“ tak, aby tam neboli žiadne ostré šnúry alebo zákruty vytvárajúce voľnú cestu pre batériový vlak.
Vložte batériový vlak dovnútra na jeden koniec a pustite…
Pôjde batériový vlak oboma smermi?
Toto je ďalší zábavný experiment, ktorý môžete vyskúšať. Vložte batériovú súpravu jedným spôsobom a potom skúste druhý. Pracujú obaja? Alebo je váš elektromagnetický vlak jednosmerný?
–> Upozornenie na spoiler: Váš elektromagnetický vlak pôjde len jedným smerom kvôli mágii magnetických pólov.
Pozrite si náš elektromagnetický vlak v akcii [Video]
Prečo sa batéria pohybuje cez medenú cievku?
Odpoveď na otázku, prečo sa batéria s magnetmi pohybuje cez medenú cievku, je niečo, čo by sa dalo preskúmať oveľa hlbšie, pretože vzťah medzi magnetizmom, pohybom a elektrinou je komplikovaný!
Medzi elektrinou, magnetizmom a pohybom tvoria „superkozmický tím“. S pohybom a magnetizmom získate elektrinu. S elektrinou a pohybom získate magnetizmus. Pomocou magnetizmu a elektriny sa získa pohyb.
–QuoraCitát pripísaný Michaelovi Faradayovi v roku 1831
Faradayov zákon
Michael Faraday bol fyzik, ktorý v roku 1831 urobil veľký objav, ktorý je teraz po ňom pomenovaný ako Faradayov zákon. Zistil, že zmena magnetického poľa môže spôsobiť vytvorenie napätia. A čím väčšiu zmenu v magnetickom poli urobíte, tým väčšie bude napätie.
Lorentz Force
Hendrick Lorentz bol fyzik, ktorý o niekoľko rokov neskôr v roku 1895 prišiel na niečo o magnetických poliach, čo nám môže pomôcť pozrieť sa na to hlbšie.
Lorentzova sila je sila, ktorou pôsobí magnetické pole na pohybujúci sa elektrický náboj. Ide teda o kombináciu elektrickej a magnetickej sily na bodový náboj v dôsledku elektromagnetických polí.
–Stredný YoungwonksČo je Lorentzova sila
Homopolárny motor
A všetky tieto objavy vedú k pochopeniu niečoho, čo Faraday objavil pred rokmi, nazývaného homopolárny motor, čo je veľmi jednoduchý motor skonštruovaný tak, aby využíval jednosmerný prúd napájajúci motor v jednom smere. Ďalší homopolárny motor môže byť vyrobený z medeného drôtu, batérie a silných magnetov… znie to povedome?
Magnetické pole magnetu tlačí nahor smerom k batérii a prúd, ktorý tečie z batérie, prechádza kolmo od magnetického poľa. To spôsobí vytvorenie sily kolmej na magnetické pole a prúd.
–Katedra chémie Kalifornskej štátnej univerzity v BakersfieldeAko postaviť homopolárny motor
Dávať to všetko dokopy
Keď je batéria s magnetmi na oboch koncoch umiestnená vo vnútri medenej cievky, dokončuje obvod vytvárajúci prúd pretekajúci cievkou, ktorý potom vytvára magnetické pole.
Čo sa stane: „virtuálny tyčový magnet“ vytvorený prúdom pretekajúcim cez cievku tlačí magnet dopredu a ťahá magnet za sebou. Batéria medzi nimi sa samozrejme berie so sebou na jazdu!
–Lebky vo hviezdachZáhada magnetického vlaku
Zistite viac o elektromagnetizme
Inšpirovalo nás virálne video, ktoré kolovalo a ukazovalo to, čo nazývali najjednoduchší elektrický vlak na svete:
Myslím, že najkomplexnejší a najzrozumiteľnejší popis toho, prečo sa batéria pohybuje cez medenú cievku, je od Lebky vo hviezdach ak sa chcete ponoriť do všetkých týchto pojmov hlbšie.
Ďalšie vedecké experimenty a aktivity STEM z blogu aktivít pre deti
Čo si o tejto STEM aktivite mysleli vaše deti? Milovali stavbu vlastného elektromagnetického vlaku z medeného drôtu, magnetov a batérie?