Si espolvoreamos partículas de hierro en un cartón donde se coloca un imán de bolsa y golpeamos suavemente la tabla, entonces las partículas se organizan de tal manera que parecen líneas de campo. Pero estoy confundido, ¿por qué tenemos que golpear la tabla? ¿Por qué no se organizan de esa manera normalmente?
(Perdón por esta pregunta estúpida, recientemente comencé a estudiar magnetismo adecuado.)
Es como agitar una taza de medir medio llena de azúcar para nivelarla, en ambos casos hay una configuración energéticamente favorecida que estás tratando de alcanzar, pero sin agitación, la fricción evita que los granos se muevan a esa configuración. Cada vez que golpeas el cartón o agitas la taza, le das a los granos una nueva oportunidad de acomodarse en una nueva posición, y las fuerzas magnéticas/gravitacionales, aunque no son lo suficientemente fuertes como para vencer la fricción por sí solas, determinan la configuración final.
Imagina la lluvia cayendo en un paisaje en el que hay colinas y valles. Puede formarse un pequeño lago en una hondonada a medio camino por la ladera de una colina. El agua no sabe que está a medio camino de la ladera de la colina, por lo que se queda donde está. Si sopla una tormenta, o si hay un terremoto, el agua en la hondonada puede ser sacudida y descender por la ladera hasta el valle de abajo. Al sacudir las cosas, le permites encontrar un estado de menor energía y más estable, superando el pequeño obstáculo que anteriormente la mantenía en su lugar.
Con las limaduras de hierro, el efecto es similar. Necesitas darles a las limaduras una sacudida para que puedan encontrar su camino hacia un estado de menor energía, superando la fricción que de otra manera las mantenía en su lugar. Por supuesto, si las sacudes demasiado, encontrarán un estado de menor energía donde todas se acerquen a los polos del imán.
Existen dos tipos principales de fricción, estática y dinámica. La fricción estática determina la cantidad de fuerza necesaria para que un objeto que no se está moviendo acelere, y la fricción dinámica determina la desaceleración de un objeto que ya está en movimiento. Agitar o vibrar una superficie simplemente tiene el efecto de agregar fuerzas adicionales que no están sesgadas en ninguna dirección específica (las limaduras se mueven tanto hacia la izquierda como hacia la derecha). Dado que las fuerzas de agitación se cancelan y superan la fricción estática, el efecto de los campos magnéticos es visible.
El "coeficiente de fricción estática" generalmente se da mediante un valor adimensional μs entre 0 y 2, y representa la proporción del peso de los objetos que debe aplicarse antes de que comience a moverse. Este valor es determinado por ambos materiales. Por ejemplo, cuando está seco, el coeficiente de fricción de la goma sobre el concreto es de 1.0, lo que significa que se requiere una fuerza igual al peso del automóvil para moverlo. Cuando está húmedo, el coeficiente se convierte en 0.3 y el auto es mucho más fácil de mover.
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