Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 10:47 • sest 15:46 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 20:25 • Sest 15:29 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 09:26 • Síðdegis: 21:53 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:05 • Síðdegis: 15:48 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Orkumál
Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Er mögulegt að láta hluti fljúga og ferðast með því einu að nota segul og rafmagn?

Árdís Elíasdóttir og Þorsteinn Vilhjálmsson

Já, það nægir jafnvel að nota einungis segul eða einungis rafmagn.

Hlutur þarf annaðhvort að vera hlaðinn eða skautaður, það er að segja með ójafnri hleðsludreifingu, til að hægt sé að nota rafmagn eða rafkrafta til að halda honum á lofti. Ef hlaðinn hlutur er settur í rafsvið leitast hann við að hreyfast eftir sviðslínum þess, með þeim ef hann er jákvætt hlaðinn, en á móti þeim ef hann hefur neikvæða hleðslu. Með því að stjórna rafsviðinu má síðan stjórna hreyfingum hlutarins, bæði stefnu og hraða.

Við getum hæglega látið hluti kringum okkur hreyfast vegna rafmagns, jafnvel án þess að þeir snerti aðra hluti. Ef við greiðum þurrt hár og berum greiðuna síðan að bréfsneplum á borði lyftast þeir frá borðinu áður en greiðan snertir þá. Ástæðan er sú að greiðan er hlaðin og hleðsla með gagnstæðu formerki í bréfinu færist yfir á þá hlið bréfsins sem snýr að greiðunni en hleðsla með sama formerki og greiðan ýtist frá henni yfir á hina hlið bréfsnifsisins. Þetta kallast skautun eða pólun. Aðdráttarkrafturinn frá greiðunni á gagnstæðu hleðsluna sem nær er verður meiri en fráhrindingarkrafturinn sem á samstæðu hleðsluna sem er fjær, og því lyftist bréfið. Athyglisvert er að rafkrafturinn frá greiðunni þarf að verða meiri en þyngdarkrafturinn á bréfið en hann stafar frá gervallri greiðunni. Greiðan verður þannig yfirsterkari jörðinni og við getum séð af því að tiltölulega litla rafhleðslu þarf til að skapa verulegan kraft á lítinn hlut, að minnsta kosti ef þetta er borið saman við massann sem þarf til að skapa þyngdarkraft.

Svipað þessu gerist þegar segull er borinn að saumnál. Þá er segulkrafturinn aftur yfirsterkari þyngdarkraftinum og við getum auðvitað með lagni fengið nálina til að fljúga og ferðast.

Hér svífur ofurleiðari yfir segli.

Eins er hægt að nota segulsvið til að lyfta ofurleiðandi efnum séu þau neðan við visst hitastig. Þetta kallast Meissner-hrif og gerist vegna þess að innan ofurleiðara getur ekki verið neitt segulsvið. Segulsviðið verður því að sveigja fram hjá og getur við það lyft hlutnum.

Segulmögnum má einnig nota til að stjórna hreyfingu og stefnu hlutar, til dæmis er vel þekkt að nál á áttavita vísar alltaf í átt að norðursegulpól jarðar.

Til að lyfta hlutum upp þarf sem fyrr segir að yfirvinna þyngdarkraftinn sem er í réttu hlutfalli við massa hlutarins. Því þarf sífellt sterkara segulsvið og rafsvið fyrir þyngri hluti. Það getur verið vandkvæðum bundið að framkalla slík svið og auk þess geta þau verið skaðleg mönnum. Því er ljóst að þessi aðferð er í raun einungis hentug fyrir litla hluti.

Frekara lesefni af Vísindavefnum:

Höfundar

Árdís Elíasdóttir

Marie Curie-styrkþegi við Dark Cosmology Centre í Danmörku

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

9.1.2001

Spyrjandi

Þór Ólafsson

Efnisorð

Tilvísun

Árdís Elíasdóttir og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Er mögulegt að láta hluti fljúga og ferðast með því einu að nota segul og rafmagn?“ Vísindavefurinn, 9. janúar 2001. Sótt 2. desember 2023. http://visindavefur.is/svar.php?id=1266.

Árdís Elíasdóttir og Þorsteinn Vilhjálmsson. (2001, 9. janúar). Er mögulegt að láta hluti fljúga og ferðast með því einu að nota segul og rafmagn? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=1266

Árdís Elíasdóttir og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Er mögulegt að láta hluti fljúga og ferðast með því einu að nota segul og rafmagn?“ Vísindavefurinn. 9. jan. 2001. Vefsíða. 2. des. 2023. <http://visindavefur.is/svar.php?id=1266>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Er mögulegt að láta hluti fljúga og ferðast með því einu að nota segul og rafmagn?
Já, það nægir jafnvel að nota einungis segul eða einungis rafmagn.

Hlutur þarf annaðhvort að vera hlaðinn eða skautaður, það er að segja með ójafnri hleðsludreifingu, til að hægt sé að nota rafmagn eða rafkrafta til að halda honum á lofti. Ef hlaðinn hlutur er settur í rafsvið leitast hann við að hreyfast eftir sviðslínum þess, með þeim ef hann er jákvætt hlaðinn, en á móti þeim ef hann hefur neikvæða hleðslu. Með því að stjórna rafsviðinu má síðan stjórna hreyfingum hlutarins, bæði stefnu og hraða.

Við getum hæglega látið hluti kringum okkur hreyfast vegna rafmagns, jafnvel án þess að þeir snerti aðra hluti. Ef við greiðum þurrt hár og berum greiðuna síðan að bréfsneplum á borði lyftast þeir frá borðinu áður en greiðan snertir þá. Ástæðan er sú að greiðan er hlaðin og hleðsla með gagnstæðu formerki í bréfinu færist yfir á þá hlið bréfsins sem snýr að greiðunni en hleðsla með sama formerki og greiðan ýtist frá henni yfir á hina hlið bréfsnifsisins. Þetta kallast skautun eða pólun. Aðdráttarkrafturinn frá greiðunni á gagnstæðu hleðsluna sem nær er verður meiri en fráhrindingarkrafturinn sem á samstæðu hleðsluna sem er fjær, og því lyftist bréfið. Athyglisvert er að rafkrafturinn frá greiðunni þarf að verða meiri en þyngdarkrafturinn á bréfið en hann stafar frá gervallri greiðunni. Greiðan verður þannig yfirsterkari jörðinni og við getum séð af því að tiltölulega litla rafhleðslu þarf til að skapa verulegan kraft á lítinn hlut, að minnsta kosti ef þetta er borið saman við massann sem þarf til að skapa þyngdarkraft.

Svipað þessu gerist þegar segull er borinn að saumnál. Þá er segulkrafturinn aftur yfirsterkari þyngdarkraftinum og við getum auðvitað með lagni fengið nálina til að fljúga og ferðast.

Hér svífur ofurleiðari yfir segli.

Eins er hægt að nota segulsvið til að lyfta ofurleiðandi efnum séu þau neðan við visst hitastig. Þetta kallast Meissner-hrif og gerist vegna þess að innan ofurleiðara getur ekki verið neitt segulsvið. Segulsviðið verður því að sveigja fram hjá og getur við það lyft hlutnum.

Segulmögnum má einnig nota til að stjórna hreyfingu og stefnu hlutar, til dæmis er vel þekkt að nál á áttavita vísar alltaf í átt að norðursegulpól jarðar.

Til að lyfta hlutum upp þarf sem fyrr segir að yfirvinna þyngdarkraftinn sem er í réttu hlutfalli við massa hlutarins. Því þarf sífellt sterkara segulsvið og rafsvið fyrir þyngri hluti. Það getur verið vandkvæðum bundið að framkalla slík svið og auk þess geta þau verið skaðleg mönnum. Því er ljóst að þessi aðferð er í raun einungis hentug fyrir litla hluti.

Frekara lesefni af Vísindavefnum:...