Aimants lévitants

Les aimants, disposés sur le goujon de façon telle que les pôles du męme signe se trouvent a côté (NS - SN - NS), se soulevent l'un au dessus de l'autre. La force répulsive entre deux aimant croît au fur et ŕ mesure que la distance entre eux diminue. On peut vérifier facilement cela en appuyant avec la main sur l'aimant supérieur : il oppose une " résistance " avant d'ętre poussé en bas. Si on leve l'aimant supérieur, celui au milieu va se soulever : le collegue au dessus pese sur lui. En état d'équilibre, la distance entre les aimants est telle, que la force de répulsion magnétique (agissant vers le haut) a la męme valeur que la force de gravité (agissant vers le bas).

Il est possible d'estimer qualitativement les forces agissant. Sur l'aimant au milieu, il agit la force de pesanteur mg et une force supplémentaire mg venant de la réaction au poids de l'aimant supérieur. Sur l'aimant du milieu il agit donc une force totale vers le bas deux fois plus grande que celle sur l'aimant supérieur. La force d'interaction entre les aimants change de façon analogue ŕ la force de Coulomb (en raison inverse du carré de la distance), ainsi la distance entre les aimants supérieur et du milieu, est approximativement plus grande d'un facteur racine de deux que la distance entre l'aimant du milieu et celui inférieur.

Donc

Le goujon en plastique joue un rôle tres important aussi : sans lui, les aimants colleraient l'un ŕ l'autre, comme ils aimeraient bien. On dit que le goujon est une liaison pour les aimants, dans deux directions.

Dans le stylo lévitant la disposition des aimants est plus compliquée, mais les contraintes ne sont qu'en une direction - la pointe du stylo. Dans le levitron apparemment, il n'y a pas de liaisons, mais il y a plus d'aimants et la direction verticale de la toupie est maintenue par le principe de conservation du moment angulaire.