Un bol mic care prezintă forța Lorentz: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Am creat un set simplu în care forța Lorentz poate fi vizualizată. Lăsând un curent să curgă printr-o apă cu amestec de bicarbonat de sodiu și plasând un magnet sub acest amestec, fluidul va face mișcare de rotație în jurul electrozilor.

Un termen important folosit în acest instructable este un electrod. Acesta este un material conductor (de obicei un metal) care permite curentului să curgă de la o anumită substanță la alta. În acest caz, electrozii permit curentului să curgă dintr-un fir într-un fluid și din nou într-un fir.

Pasul 1: Materiale și instrumente

Pentru această configurație sunt necesare următoarele materiale și instrumente:

• Adaptor de 12 V cu cablu de alimentare DC. Rețineți că cablul de alimentare va fi tăiat.
• Cablu de 30 cm *. Acest lucru va fi folosit pentru a produce electrozi, astfel încât două bucăți de cupru, aluminiu, grafit, platină etc. ar fi suficiente. De asemenea, cuprul se va rugina, deci ar putea fi de dorit să aveți o lungime suplimentară a cablului pentru a face electrozi multipli.
• Un magnet în formă de disc. Am folosit unul cu un diametru de 2 cm.
• Un bol mic de sticlă. Am folosit un castron pătrat de 10 cm X 10 cm.
• Hârtie din carton (aproximativ 15 cm ^ 2).
• Lipici.
• 20 cm X 15 cm bucată de lemn ca bază.
• 1,5 g bicarbonat de sodiu *.
• 100 ml apă *.
• Colorant alimentar.

* Aceasta este suma necesară pentru a demonstra cel puțin o dată.

Pentru această setare sunt necesare următoarele instrumente:

• Dispozitiv de sârmă. Deși un cuțit Stanley ar funcționa și el.
• Cleste cu nas de taur
• Lingura (pentru a amesteca apa).

Pasul 2: Cablare și electrozi

Începeți folosind decupatorul de sârmă sau cuțitul Stanley pentru a dezbrăca capetele cablului de alimentare DC pentru adaptor așa cum se arată în prima imagine din dreapta.

Apoi dezbracați întregul cablu de 30 cm, astfel încât să rămâneți cu un fir de cupru. Folosind cleștele, jumătate din firul de cupru. Acum vom modela acest lucru astfel încât să devină un electrod eficient. Folosind cleștele, îndoiți un capăt al firului de cupru într-o vârtej și formați celălalt capăt într-un „cârlig”, astfel încât electrodul să poată sta pe marginea bolului, așa cum se arată în a doua imagine din dreapta. Faceți acest lucru și pentru a doua jumătate a firului. Așezați electrozii pe marginea bolului (unul față de celălalt) și apăsați-i pe părțile laterale ale bolului, așa cum se arată în a treia imagine din dreapta. Asigurați-vă că partea de sudare a electrozilor este la aproximativ 2 cm una de cealaltă. Remodelați electrozii după cum este necesar și tăiați orice cablu în exces.

Pentru a termina electrozii, luați capetele dezbrăcate ale cablului de alimentare DC și legați fiecare capăt dezbrăcat în jurul cârligului unui electrod.

Pasul 3: Platforma cu castron

Pentru acest experiment, trebuie pus un magnet sub castron. Pentru a ușura această plasare, am creat o platformă pentru castron împreună cu un instrument pentru a împinge magnetul.

Pentru a face platforma, tăiați un carton de 4 X 4 cm din carton. Decupați pătrate mai mici de 1 X 1 cm și creați 4 teancuri de pătrate mici din carton pentru a crea picioarele platformei. Numărul de pătrate mai mici necesare depinde de înălțimea magnetului. Asigurați-vă că platforma este puțin mai înaltă decât magnetul, astfel încât magnetul să poată aluneca ușor sub el. Lipiți micile pătrate de carton împreună și lipiți-le în colțurile platformei, așa cum se arată în prima imagine din dreapta.

Pentru a face instrumentul glisant cu magnet, decupați o bandă de 2 X 7,5 cm din carton. De la un capăt, tăiați un semicerc cu un diametru de aproximativ 2 cm. Magnetul ar trebui să se potrivească cu ușurință în acest capăt al benzii de carton, așa cum se arată în a doua imagine din dreapta.

În cele din urmă, tăiați două benzi de 12 X 1 cm și o bandă de 4 X 1 cm. Aceste benzi vor acționa ca „gard” pentru magnet și glisorul acestuia. Lipiți toate componentele din carton, cu excepția glisorului pe bucata de lemn așa cum se arată în imaginea din stânga.

Pasul 4: Efectuarea experimentului

Turnați apa în castron și așezați-o pe platforma de carton. Glisați magnetul sub vas și conectați cablul de alimentare DC la adaptor. Dacă bulele încep să se formeze în jurul unuia dintre electrozi înseamnă că curentul trece prin fire așa cum se arată în imaginea din stânga. Adăugați bicarbonatul de sodiu și amestecați dacă este necesar pentru ca bicarbonatul de sodiu să se dizolve mai repede. Probabil veți putea vedea că bicarbonatul de sodiu se rotește în jurul electrozilor. Adăugați niște coloranți alimentari în apă, astfel încât aceste mișcări de rotație să devină mai vizibile așa cum se arată în imaginea din dreapta. Ați arătat acum funcționarea forței Lorentz într-un experiment simplu și mic.

Notă: unul dintre electrozii de cupru se va degrada și culoarea suprafeței sale va deveni turcoaz, în timp ce celălalt electrod devine negru. Dacă doriți să efectuați acest experiment de mai multe ori sau pentru perioade mai lungi de timp, se recomandă să faceți mai mulți electrozi de cupru în avans. Ar putea fi folosiți electrozi de grafit sau de platină, deoarece aceste materiale nu se degradează.