Majhna skleda, ki prikazuje Lorentzovo silo: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Ustvarili smo preprosto nastavitev, v kateri je mogoče vizualizirati Lorentzovo silo. Če pustite tok teči skozi vodo z mešanico sode bikarbone in pod to mešanico postavite magnet, se bo tekočina vrtela okoli elektrod.

Pomemben izraz, uporabljen v tem navodilu, je elektroda. To je prevodni material (običajno kovina), ki omogoča pretok toka iz določene snovi v drugo. V tem primeru elektrode omogočajo, da tok teče iz žice v tekočino in spet v žico.

Korak: Materiali in orodja

Za postavitev so potrebni naslednji materiali in orodja:

• 12 V adapter z enosmernim napajalnim kablom. Upoštevajte, da se bo napajalni kabel odrezal.
• 30 cm kabel*. To bo uporabljeno za izdelavo elektrod, zato bi zadostovala tudi dva kosa bakra, aluminija, grafita, platine itd. Poleg tega bo baker zarjavel, zato bi bilo zaželeno, da bi imeli dodatne elektrode več elektrod.
• Magnet v obliki diska. Uporabili smo enega s premerom 2 cm.
• Majhna steklena posoda. Uporabili smo kvadratno skledo 10 cm x 10 cm.
• Kartonski papir (približno 15 cm^2).
• Lepilo.
• 20 cm X 15 cm kos lesa za podlago.
• 1,5 g sode bikarbone*.
• 100 ml vode*.
• Barvila za živila.

* To je znesek, potreben za dokazovanje vsaj enkrat.

Za to nastavitev so potrebna naslednja orodja:

• Odstranjevalec žice. Čeprav bi deloval tudi nož Stanley.
• Klešče za nos
• Žlica (za mešanje vode).

Korak: Ožičenje in elektrode

Začnite z odstranjevalcem žice ali nožem Stanley, da odstranite konce napajalnega kabla enosmernega toka za adapter, kot je prikazano na prvi sliki na desni.

Nato odstranite celoten kabel dolžine 30 cm, tako da vam ostane bakrena žica. S kleščami polovico bakrene žice. Zdaj bomo to oblikovali, da bo postala učinkovita elektroda. S pomočjo klešč upognite en konec bakrene žice v vrtinec, drugi konec pa oblikujte v "kavelj", tako da lahko elektroda sedi na robu posode, kot je prikazano na drugi sliki na desni. To naredite tudi za drugo polovico žice. Elektrode postavite na rob posode (drug čez drugega) in jih pritisnite ob stranice posode, kot je prikazano na tretji sliki na desni. Prepričajte se, da so vrtljivi deli elektrod približno 2 cm drug od drugega. Elektrode po potrebi preoblikujte in odrežite odvečno žico.

Za dokončanje elektrod vzemite odtrgane konce napajalnega kabla enosmernega toka in vsak slečeni konec zavežite okoli kljuke ene elektrode.

3. korak: Platforma za skledo

Za ta poskus je treba pod posodo postaviti magnet. Da bi olajšali to postavitev, smo za posodo izdelali platformo skupaj z orodjem za potiskanje magneta.

Za izdelavo ploščadi izrežite kvadrat 4 x 4 cm iz kartona. Izrežite manjše kvadratke velikosti 1 X 1 cm in ustvarite 4 sklade drobnih kartonskih kvadratov, da ustvarite noge platforme. Število potrebnih manjših kvadratov je odvisno od višine magneta. Poskrbite, da bo ploščad nekoliko višja od magneta, da bo magnet zlahka zdrsnil pod njo. Drobne kartonske kvadratke zlepite skupaj in jih prilepite na vogale ploščadi, kot je prikazano na prvi sliki na desni.

Za izdelavo magnetnega drsnega orodja iz kartona izrežite 2 x 7,5 cm trak. Z enega konca odrežite polkrog s premerom približno 2 cm. Magnet se mora zlahka prilegati na ta konec kartonskega traku, kot je prikazano na drugi sliki na desni.

Na koncu izrežite dva traka 12 X 1 cm in trak 4 X 1 cm. Ti trakovi bodo delovali kot "ograja" za magnet in njegov drsnik. Lepite vse sestavne dele kartona, razen drsnika, na kos lesa, kot je prikazano na levi sliki.

4. korak: Izvedite poskus

V posodo nalijte vodo in jo položite na kartonsko ploščad. Potisnite magnet pod posodo in priključite napajalni kabel enosmernega toka na adapter. Če se okoli ene elektrode začnejo tvoriti mehurčki, to pomeni, da skozi žice teče tok, kot je prikazano na levi sliki. Dodajte sodo bikarbono in po potrebi premešajte, da se soda bikarbona hitreje raztopi. Verjetno boste lahko videli, da se soda bikarbona vrti okoli elektrod. V vodo dodajte nekaj barvil za hrano, da bodo ti vrteči se gibi bolj vidni, kot je prikazano na sliki na desni. Zdaj ste v majhnem preprostem poskusu pokazali delovanje Lorentzove sile.

Opomba: Ena od bakrenih elektrod se bo razgradila in njena površinska barva bo postala turkizna, druga elektroda pa postane črna. Če želite ta poskus izvesti večkrat ali dlje časa, je priporočljivo, da vnaprej izdelate več bakrenih elektrod. Namesto tega bi lahko uporabili grafitne ali platinaste elektrode, ker se ti materiali ne razgrajujejo.