Magneti levitati

I magneti levitati sono posizionati sul bastone in un modo che poli dello stesso segno siano attaccati (NS-SN-NS) - questi magneti sono guarnizioni simili a gomma piuma, con il lato superiore e quello inferiore differenti ( poli opposti). Cos? si respingono. La forza repulsive aumenta se la distanza fra i magneti diminuisce. ? facile da controllare - provi a spingerne uno in giù: la forza di resistenza aumenta quando i magneti si avvicino. D'altra parte, quando rimuovete No. 1 (il magnete superiore), il No. 2 si alzerà un poco - poiché il No. 1 non lo spinge più in giù. Nella condizione di staticità la distanza fra i magneti è tale che la forza magnetica repulsive agente è uguale alla forza gravitazionale. Cioè il magnete il no. 3 del più basso livello deve spingere verso l'alto sia i magneti di No. 1 che 2, mentre il No. 2 uno spinge verso l'alto soltanto il No. 1.

Questa osservazione ci consente una valutazione delle forze in maniera semiquantitativa. La forza totale che agisce verso il basso nel centro del magnete è quantificabile nei mg che vengono dal peso proprio relativo del magnete e in altri mg dovuti al peso del magnete più elevato. Cos? questa forza vale il doppio della forza che agisce sul magnete più elevato. La forza di interazione fra i magneti cambia in maniera simile alla forza di Coulomb (è inversamente proporzionale al quadrato della distanza, anche se non formuliamo questo rapporto di dipendenza in tal modo). Di conseguenza, la distanza fra i magnete più basso e quello centrale è approssimativamente più piccola da un fattore di radice quadrata di 2 rispetto alla distanza fra quello centrale ed il magnete più elevato.

Cosi

Il bastone di plastica è molto importante: impedisce ai magneti di scorrere di lato e di attaccarsi insieme. Potremmo dire che un tal bastone è simile ad un vincolo 2D.

Nella penna levitante la configurazione dei magneti è più complicata, sebbene i vincoli siano costituiti da appena un punto di reazione. Nel levitron non ci sono vincoli visibili, ma l'orientamento verticale della parte superiore di filatura è conservata grazie alla sua rotazione.