Física y Quimica

Levitación magnética

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El Levitrón es un curioso aparato con el que se puede lograr la levitación de una pequeña peonza mientras gira en el aire. La base oculta un imán en forma de anillo que proporciona un campo magnético en forma de copa (ver la animación que se muestra más abajo). La peonza, a su vez, consta de un núcleo central que es también un imán (cuerpo vertical en color amarillo en el esquema)

El polo N del anillo y el S de la peonza se enfrentan, razón por la cual ésta es fuertemente atraída por la base. Una vez puesta en rotación el campo magnético de la peonza y el del imán están prácticamente alineados si se exceptúa la pequeña precesión del eje de la peonza alrededor del eje vertical.

A medida que la peonza asciende, la interacción entre ambos campos magnéticos provoca que la atracción entre la peonza y la base se transforme en un efecto de sustentación (apreciable a partir de unos 3 cm. de altura) que puede llegar a equilibrar la fuerza de atracción gravitatoria.

Hay que tener en cuenta que el valor del campo magnético puede variar en función de la temperatura u otros factores. Por tanto, puede ser necesario ajustar ligeramente la masa de la peonza en cada experiencia.

En nuestro caso la masa de la peonza es de 22,2 g y el equilibrio se alcanza a una altura aproximada de 6,0 cm (medidos desde la base hasta la arandela de la peonza)

Una vez colocada en la teórica posición de equilibrio la peonza va, poco a poco, perdiendo energía debido al rozamiento con el aire hasta que se desequilibra y cae sobre la base. El tiempo máximo que se ha logrado mantener levitando ha sido de 3 min y 5 s.

Consejos

  • Tener bien presente que los ajustes del aparato son delicados y que el adquirir las destrezas necesarias para lograr que la peonza ruede o para conseguir la levitación no es tarea fácil.

  • Es fundamental una correcta regulación de la masa de la peonza. La masa de la peonza se puede modificar con precisión de 0,1 g mediante unas arandelas que se fijan al eje central.

  • Es frecuente la tendencia a salir disparada siguiendo las líneas del campo magnético. Si esto sucede aumentar un poco la masa. También puede probarse a levantar un poco las patas situadas en la dirección en que se desvía.

  • El "secreto" está en un lento ascenso del plato elevador hasta que prácticamente no se note el peso de la peonza. Mantener entonces ligeramente la posición y retirar el plato, con mucho cuidado,  hacia abajo.

  • Parece que da buen resultado (ver vídeo) inclinar ligeramente el plato elevador hacia la persona que lo sostiene.

  • Y... paciencia, toneladas de  paciencia (sobre todo al principio).