Racjonalista - Strona głównaDo treści
Siła oddziaływania magnesów

Ten wątek jest przedawniony

Działy Forum » Nauka
NapisanoAutorTytuł
29-12-2011 13:16Aleksander Głowacki (1725 punktów)Siła oddziaływania magnesów
Na początek zaznaczam że moje pytanie zawarte w tytule wątku nie jest zadaniem domowym ani zagadnieniem potrzebnym do jakiejkolwiek pracy magisterskiej.
Mam następujący problem:
Jak policzyć siłę oddziaływania (przyciągania lub odpychania w zależności od ustawienia magnesów)dwóch magnesów umieszczonych w pewnej odległości od siebie. Dane są wymiary magnesów oraz właściwości materiału magnetycznego z jakiego są wykonane np: www.magnes(*)-_magnes_neodymowy-t-1581.html
Wiem że należy zacząć od odpowiednika prawa Newtona F=G(m1*m2)/r^2 ale nie wiem jak przejść z wykresów charakteryzujących materiał magnetyczny do odpowiedników "mas" w wzorze Newtona.
W podzięce za pomoc wynik obliczeń sprawdzę doświadczalnie.
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.

TyDraniu (6569 punktów)
>Jak policzyć siłę oddziaływania (przyciągania lub odpychania w zależności od ustawienia magnesów)dwóch magnesów umieszczonych w pewnej odległości od siebie.
>www.magnes(*)-_magnes_neodymowy-t-1581.html
>Wiem że należy zacząć od odpowiednika prawa Newtona F=G(m1*m2)/r^2 ale nie wiem jak przejść z wykresów charakteryzujących materiał magnetyczny do odpowiedników "mas" w wzorze Newtona.

Sprawdź w wikipedii hasło Magnes. Znajdziesz tam wzór na siłę oddziaływania dwóch biegunów magnetycznych.



Aleksander Głowacki (1725 punktów)
>Sprawdź w wikipedii hasło Magnes. Znajdziesz tam wzór na siłę oddziaływania dwóch biegunów magnetycznych.

Czytałem ten artykuł: pl.wikipedia.org/wiki/Magnes
Nie rozumiem jak z wykresów charakteryzujących materiał magnetyczny wyznaczyć qm1 i gm2.
TyDraniu (6569 punktów)
Myślę, że skoro masz dwa jednakowe magnesy, to siłę pola magnetycznego mógłbyś wyznaczyć, kładąc magnesy jeden na drugim, zwrócone do siebie jednakowymi biegunami.

Jeżeli powierzchnie biegunów nie są jednakowe, to należy przyrównać Fm/S1 = Fg/S2

Gdy ustali się stan równowagi, można zmierzyć odległość między biegunami i zważyć górny magnes. Stąd wyznaczysz q12.

Być może popełniam tu jakiś błąd, w takim razie na pewno ktoś to skoryguje .


Fizyk (17637 punktów)
> Jak policzyć siłę oddziaływania (przyciągania lub odpychania w zależności od ustawienia magnesów) dwóch magnesów umieszczonych w pewnej odległości od siebie.

Jest to problem na tyle trudny (w ogólności nieliniowy, ewentualne wzory paskudne), że polecam rozwiązanie doświadczalne.

> Wiem że należy zacząć od odpowiednika prawa Newtona F=G(m1*m2)/r^2

Ten wzór jest poprawny tylko dla monopoli magnetycznych, a takie nie istnieją.
Aleksander Głowacki (1725 punktów)
>Jest to problem na tyle trudny (w ogólności nieliniowy, ewentualne wzory paskudne), że polecam rozwiązanie doświadczalne.
Próbowałem się bawić z wagą - tj na wadze położyłem magnes a następnie zbliżałem do niego drugi tak, aby się odpychały. Spróbuje zrobić wykres siła oddziaływania w funkcji odległości.
>Ten wzór jest poprawny tylko dla monopoli magnetycznych, a takie nie istnieją.
Teoretycznie chyba istnieją?
31-12-2011 10:52 
 Ocena 3 na 3
Fizyk (17637 punktów)
> Próbowałem się bawić z wagą - tj na wadze położyłem magnes a następnie zbliżałem do niego drugi tak, aby się odpychały. Spróbuje zrobić wykres siła oddziaływania w funkcji odległości.

Tak będzie najszybciej.

>>Ten wzór jest poprawny tylko dla monopoli magnetycznych, a takie nie istnieją.

> Teoretycznie chyba istnieją?

Teoretycznie mogłyby istnieć ale faktycznie nie istnieją. Fakt ten jest ujęty w równaniach Maxwella:

Prawa strona pierwszego równania zawiera gęstość ładunku elektrycznego, ale prawa strona drugiego równania jest zerem bo monopole magnetyczne nie istnieją. Istnieją tylko poruszające się ładunki elektryczne (prądy, J) i te wytwarzają pole magnetyczne (B) zgodnie z czwartym równaniem.

Magnesy stałe zawierają mnóstwo pętli z prądem (dipoli magnetycznych) o wielkościach atomowych. Największy kłopot jest w tym, że w ogólności te dipole ustawiają się pod różnym kątem i ich ustawienie zależy od pola magnetycznego sąsiednich dipoli. Sprawa staje się bardzo skomplikowana i znalezienie wypadkowego pola praktycznie sprowadza się do fenomenologicznego opisu materiałów magnetycznych.

Przybliżenie monopola magnetycznego jest z grubsza prawdziwe dla końca długiego magnesu, np. dla ostrza namagnesowanej igły. Ale zdaje się, że masz dyski magnesów neodymowych, więc to przybliżenie odpada.

Tu są przybliżone wzory na pole magnetyczne kilku prostych kształtów magnesów, a tu jest kalkulator do obliczenia przybliżonej siły z jaką dysk magnesu neodymowego przyczepia się do stalowej płyty. Może Ci się te wzory przydadzą, choć wątpię.
Jarek Duda (1185 punktów)
Dobrze rozpisane oddziaływanie (punktowych) magnesów widziałem w jednym miejscu (nie będę rozwijał jakim ;p ).
Bardzo ciekawy jest zupełnie nieznany dualny odpowiednik siły Lorentza - nie tylko naładowany obiekt jest odchylany w polu magnetycznym prostopadle do prędkości, ale i magnes (obiekt z momentem magnetycznym) poruszający się w polu elektrycznym: www.thesci(*)nt-electric-field-interac.html
Mianowicie zmieniając układ odniesienia tak żeby zatrzymać magnes, tym razem to coś naładowane porusza się w polu magnetycznym: siła Lorentza + trzecia zasada Newtona i dostajesz dualną wersję.
kombi (1112 punktów)
(zablokowany)
>Bardzo ciekawy jest zupełnie nieznany dualny odpowiednik siły Lorentza - nie tylko naładowany obiekt jest odchylany w polu magnetycznym prostopadle do prędkości, ale i magnes (obiekt z momentem magnetycznym) poruszający się w polu elektrycznym: www.thesci(*)nt-electric-field-interac.html

Przecież to jest w równaniu Diraca, ale źle wychodzi - dwa razy za dużo, więc połowę prostują tym trickiem Thomasa.

Ale do tego wystarczą potencjały retardowane - podobnie jak do grawitacji, co zresztą Einstein skopiował od Gerbera.
Jarek Duda (1185 punktów)
Mówisz o stałej żyromagnetycznej, mechanice kwantowej ... podczas gdy ja o najzwyklejszym klasycznym elektromagnetyzmie - czymś co można by robić na pracowni w podstawówce: zamiast poruszać naładowaną kulką przy zamocowanym magnesie, to zamocować kulkę i ruszać magnesem - świetny doświadczenie na 3 zasadę Newtona, na zauważenie podobieństwa między oddziaływaniem elektrycznym i magnetycznym ... a w każdym razie każdy studiujący fizykę powinien być świadomym tego podstawowego zjawiska - np. usłyszeć podczas wprowadzania magnetyzmu żeby zrobić elektryczność lorentzowsko niezmienniczą ...

... zamiast tego chyba praktycznie nikt nie jest świadomy tej podstawowej zasady - pytałem się np. na kilku forach czy ktoś o niej słyszał ... i nic.
Ta ignorancja aż boli ... potem mówią że klasyczny elektron spadłby na jądro ... nieprawda - ta siła by mu nie pozwoliłaby.
Żeby zrozumieć fizykę sięgają po kosmiczną egzotykę typu teorii strun ... mając dziurę w podstawach ...
kombi (1112 punktów)
(zablokowany)
>Mówisz o stałej żyromagnetycznej, mechanice kwantowej ...

W kwantowej jest to samo, tylko inaczej to nazywają: spin-orbit interaction, oraz dochodzi -1/2 z precesji Thomasa, zostaje 1/2 i stąd ten spin 1/2.

Ale to jest tylko seria wzajemnie się korygujący błędów, z których wychodzi ostatecznie dobry wynik, znaczy zgodny z STW.

> a w każdym razie każdy studiujący fizykę powinien być świadomym tego podstawowego zjawiska - np. usłyszeć podczas wprowadzania magnetyzmu żeby zrobić elektryczność lorentzowsko niezmienniczą ...

Takie coś chyba nie jest zgodne z niezmienniczością lorentzowską:
słynny problem magnesu obok naładowanej linii.

Momenty spinowe elektronów to głupoty.

Zmiana energii atomu wodoru, ta niby z obrotu spinu - 21cm, około: 6.e-6 eV;

v^2/c^2 * 13.6 eV = 6e-6 eV
v^2 = 6e-6/13.6 c^2;

co daje prędkość około v = 200 km/s;
Przecież to jest prędkość z rotacji Drogi Mlecznej, no i tam mierzą te linie wodoru 21cm.

To jest pewnie różnica energii wiązania wodoru, która wynika ze zmiany ustawienia orbity elektronu względem kierunku ruchu całych atomów, która w galaktyce wynosi ~200 km/s.

Rejestrują też 6 cm z wodoru, co daje v = 370 km/s - czyli zgodna z dipolem CMB.

Standardowo interpretują to jako przejście z orbity 139 na 138!
Świetnie, ale w takim razie dlaczego nie rejestrujemy: 1cm, 2cm, 3cm, ... ?

21cm i 6cm - fantastyczne zbiegi okoliczności.
Kamil1838 (521 punktów)
W moich tablicach fizycznych nie ma odpowiedniego wzoru, mimo że znajduje się w nich kilkaset wzorów dotyczących magnetyzmu. Proponuję siłę wyznaczyć za pomocą siłomierza. Należy pamiętać o uwzględnieniu siły grawitacji. Po obliczeniu odległości między środkami ciężkości i podstawieniu do wzoru można wyznaczyć iloczyn μq_m1 q_m2, który jest stały dla dwóch magnesów, więc w pozostałych przypadkach siłę można obliczyć korzystając ze wzoru przedstawionego na Wikipedi.
kombi (1112 punktów)
(zablokowany)
>właściwości materiału magnetycznego z jakiego są wykonane np:
>www.magnes(*)-_magnes_neodymowy-t-1581.html
>Wiem że należy zacząć od odpowiednika prawa Newtona F=G(m1*m2)/r^2 ale nie wiem jak przejść z wykresów charakteryzujących materiał magnetyczny do odpowiedników "mas" w wzorze Newtona.
>W podzięce za pomoc wynik obliczeń sprawdzę doświadczalnie.

Dla cienkiego jest chyba bardziej taki wzór: k/(r + c)^2, może do 3, bo tam jest powierzchnia (dla grubego do 4, bo wtedy sumujemy warstwami te cienkie - do 3...).
r - odległość;
k, c - wyznaczamy z pomiarów;
k = m1 * m2, ale można to sobie darować.

Wróć do listy wątków działu Nauka
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować

  

Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..

Szukaj na Forum  Przewodnik  Regulamin i instrukcja obsługi Forum  Kolegium Moderatorów

 


[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365