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¿Puedo hacer levitar un objeto sin utilizar un electroimán?

Sé que es posible hacer levitar un objeto utilizando un electroimán para sostenerlo. Pero, ¿es posible hacerlo también con imanes normales? ¿Necesito un tipo especial de imán para tener uno lo suficientemente potente como para sostener un objeto?

Lo pregunto porque tengo una idea en mente en la que quiero hacer un objeto decorativo que levite unos dos centímetros por encima de su contenedor.

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A es el objeto que quiero hacer levitar.
B es el contenedor.
C muestra el campo magnético que repele A y B entre sí logrando la levitación.

Su tamaño sería tan pequeño como el de un plato de comida, quizá incluso menor. B apenas pesa uno o dos kilos.

¿Es posible?

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Richard West Puntos 2363

Las referencias en otras respuestas a las páginas de Wikipedia sobre Teorema de Earnshaw y Levitación magnética tiene razón: no se puede conseguir una levitación magnética estática y estable utilizando sólo ferromagnetos. Sin embargo, en el momento de mi publicación, ambos otros respuestas contienen información errónea.

Respuesta de Kakemonsteret es incorrecto*, porque el teorema de Earnshaw no es el final de la historia. Si se violan los supuestos del teorema de Earnshaw, sus conclusiones dejan de ser válidas. Hay un tipo especial de imán que el teorema de Earnshaw no tuvo en cuenta y que se puede utilizar para la levitación magnética estática y estable: un diamagnet .

Los superconductores son fuertemente diamagnéticos, pero sospecho que utilizar un superconductor es una solución poco satisfactoria, a menos que se disponga de nitrógeno líquido a mano. Los diamagnetos más débiles a temperatura ambiente como bismuto y carbono pirolítico no soportan mucho peso, pero levitarán eternamente y no necesitan refrigeración, electricidad ni atención.

Respuesta de user879 enlaces a la excelente página de Wikipedia sobre levitación magnética . Me gustaría destacar que en esta página se habla explícitamente de la levitación diamagnética, que creo que es la respuesta que más se acerca al espíritu de tu pregunta: un tipo especial de imán que hace levitar un objeto sin utilizar un electroimán. Sin embargo, la respuesta continúa afirmando que un cuenco de [ferro]imanes también funcionaría. Esto es falso.

Pasé un verano entero en el instituto intentando hacer flotar una pelota de tenis cubierta de imanes de nevera por encima de un cuenco forrado de imanes de nevera. Fracasé; no estaba violando ninguno de los supuestos de Earnshaw. Años más tarde, cuando por fin aprendí el teorema de Earnshaw, me sentí aliviado al darme cuenta de que mi fracaso era predecible, ya que mi objetivo era demostrablemente imposible.

Por lo tanto, compre unos ferromagnetos fuertes, unos diamantes fuertes y ligeros, y reduzca las ambiciones de su diseño a algo muy luz, y empieza a construir tu objeto decorativo.

No pongas cerca tus tarjetas de crédito ni tus discos duros.

*EDIT: Esta respuesta se ha actualizado y ahora menciona los diamantes.

EDIT: No puedo creer que se me olvidara mencionar mi aspecto favorito del teorema de Earnshaw: ¡prueba que no existen los objetos sólidos! Es la prueba cotidiana más evidente de la mecánica cuántica. Si ves un objeto aparentemente estático y estable que no se mantiene unido por la gravedad, entonces no se puede modelar como una colección de cargas puntuales que interactúan mediante las leyes de Newton y las ecuaciones de Maxwell.

6voto

redwyre Puntos 610

El teorema de Earnshaw demuestra que utilizando sólo ferromagnetismo estático (como los imanes de nevera, que tienen un campo magnético que cambia muy lentamente) es imposible levitar de forma estable contra la gravedad.

http://en.wikipedia.org/wiki/Earnshaw%27s_theorem .

Los materiales diamagnéticos podrían utilizarse para hacer levitar objetos.

1voto

sue Puntos 1

La respuesta es NO.

Yo resumiría la pregunta como sigue. ¿Es posible hacer un sistema con 2 partes hechas de imanes permanentes para tener una disposición de una parte flotante debido a la repulsión magnética de la otra parte por encima de ella (efectivamente la atracción gravitatoria se equilibra por la fuerza de repulsión magnética)?

Como sabemos los gustos son repulsivos y los disgustos son atractivos en el magnetismo,

Supongamos que el polo norte (hacia arriba) del imán colocado debajo (imán base) se repele con el polo norte del imán (imán flotante) que está colocado directamente encima del imán base con su polo norte hacia abajo. Entonces, durante este tiempo, el polo norte del imán flotante es atraído por el polo norte del imán base.

Esta combinación de fuerzas de repulsión y atracción crea un par en el imán flotante (a menos que esté articulado en algún lugar sin ningún contacto físico con el entorno o el imán base).

Debido a esta fuerza, el imán flotante girará y se pegará al imán de base inmediatamente con su polo sur acoplándose con el polo norte del imán de base que tiene el polo norte al revés.

Por lo tanto, no puede utilizarse como elemento decorativo.

Pero sí, se puede utilizar como un artículo decorativo con imán flotante si el imán es un ectromagnet controlable que puede hacerse cargo de la fuerza magnética para el equilibrio del imán flotante.

Espero que esto aclare la duda.

-1voto

Sí que puedes. Aunque no es fácil.

Mi favorito es el efecto Meisner. Se necesitaría un superconductor para B, que muy probablemente requeriría nitrógeno líquido. Básicamente, el imán levitante (A) crearía una corriente en el superconductor (que tiene resistencia "cero"). La corriente se mantendría mientras el superconductor fuera superconductor, creando un campo magnético que repelería a A.

Para más explicaciones, consulte la wikipedia. Básicamente, no tengo ni idea de cuánto costaría. Aunque lo más probable es que el nitrógeno líquido necesario lo hiciera poco práctico. Por cierto, actualmente no se conocen superconductores a temperatura ambiente.

aquí se muestran más métodos: http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_levitation . Algunos de los métodos que se muestran utilizan electricidad, pero otros no. Echa un vistazo a la levitación estabilizada por rotación. Muy chulo.

La última sería construir un cuenco de imanes. Si lo arreglas bien, deberías poder conseguir que sea estable.

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