04 Climbing Magnets 磁铁攀爬
- Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.
- 将一个由圆柱形钕铁硼磁铁组成的杆水平地附着在垂直的铁磁杆上。限制磁铁的运动方向为垂直方向。当铁磁杆绕其对称轴旋转时,磁杆开始向上攀爬。解释这一现象并研究攀爬速率如何取决于相关参数。 作者:IYPT青年物理学家 https://mp.weixin.qq.com/s/5W6-LwPaFwcg9YD_fvn4nQ 出处:wx
- 浅析:本题中磁场力不存在明显垂直分布不均,是故考虑磁棒与铁磁棒间复杂的接触行为。静止时磁棒接触为竖直直径,随着磁棒转动,水平角度偏折,接触线从竖直直径水平向一侧偏移;同时因为重力作用,接触线支持力分布不均匀,最低点最大。导致磁棒产生绕偏移竖直接触线最低点旋转的趋势,磁棒整体呈现重心上移趋势。经过累计产生向上运动的行为。攀爬速度应取决于磁铁及铁磁棒磁力及形状、表面性状等复杂参数。(解释整理自YouTube博主2veritasium视频) 作者:BNU物理视界 https://www.bilibili.com/read/cv36771220/?jump_opus=1 出处:bilibili
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