Magnetische zweeftrein krachten
Stijn stelde deze vraag op 16 januari 2024 om 16:17.Hallo iedereen,
Wij zijn bezig met ons profielwerkstuk, hiervoor hebben we een magnetische zweeftrein gemaakt. Nu zijn we met de theorie bezig. De trein zweeft door permanente magneten in de baan en onder de trein. De voortstuwing wordt gedaan door elektromagneten in de baan, die op het juiste moment aan gaan door een sensor en daardoor de trein voortduwen op een magneetje dat in het midden onder de trein is geplakt. Onze vraag is: Welke kracht zorgt nou voor de voortstuwing van onze trein? Is dat de Lorentzkracht die op de spoel werkt en daardoor de baan 'naar achteren' duwt? Of is het een magnetische kracht, maar wat is dit dan precies? Of zijn het beide krachten? Wij hebben graag uw hulp bij deze vraag, zie bijlagen om een beter inzicht te krijgen. Groet
Bijlagen:
Reacties
Stijn
Onze vraag is: Welke kracht zorgt nou voor de voortstuwing van onze trein?
eigenlijk geef je toch zelf al het antwoord?
Stijn
De voortstuwing wordt gedaan door elektromagneten in de baan, die op het juiste moment aan gaan door een sensor en daardoor de trein voortduwen op een magneetje dat in het midden onder de trein is geplakt.
en dan:
Stijn
een magnetische kracht, maar wat is dit dan precies?
We hebben eigenlijk geen idee: een kracht van een magneetveld op een ander magneetveld, maar ja, wat is dan een magneetveld? Zo kan ik als een vijfjarige doorvragen tot er een punt komt dat ook de knapste kop moet zeggen: "geen idee" .
Groet, Jan
dank voor uw reactie!
Magnetisme is inderdaad erg lastig. Maar zou het kunnen dat naast de magnetische afstoting van dezelfde magnetische polen, ook de lorentzkracht een rol speelt? Dus dat beiden krachten zorgen voor de voortstuwing? Ik heb een schets gemaakt van de situatie, zie bijlagen. Aan de hand hiervan zou ik denken dat er ook een Lorentzkracht werkt.

Alvast dank. Groet Stijn
Is de 'current' in je tekening de stroom die een aparte spanningsbron door de spoel laat stromen? En beweegt de trein in de tekening naar rechts? Dan zijn
• de beschrijving met 'noordpolen die elkaar afstoten' en
• de beschrijving met een 'lorentzkracht op de spoel die volgens de derde wet van Newton een naar rechts gerichte reactiekracht op de permanente magneet oproept'
twee manieren om hetzelfde verschijnsel te verklaren. Het gaat dus niet om twee verschillende voortstuwende krachten op de permanente magneet, maar om een enkele kracht die op twee manieren wordt beschreven.
Het bovenstaande gaat niet op als je met de 'current' in je tekening een inductiestroom bedoelt die door de naar rechts rijdende trein in de spoel wordt opgewekt.
Groet, Jaap
Dank voor uw reactie!
Het klopt inderdaad dat met 'current' de stroomsterkte door de spoel bedoeld wordt van een spanningsbron. Ook klopt het dat de trein naar rechts beweegt. Ik heb nog een vraag aan de hand van uw antwoord. Wordt het afstoten en aantrekken van magneten altijd veroorzaakt door de Lorentzkracht? Ook bij permanente magneten, wellicht doordat de Lorentzkracht werkt op de elektronen die rondom de atomen van het magnetische materiaal draaien? Of is dit een verkeerde gedachtenwijze?
Groet, Stijn
Het is te kort door de bocht om te stellen dat de onderlinge aantrekking en afstoting van magneten altijd wordt veroorzaakt door (of kan worden beschreven met) lorentzkracht. We komen hier op het terrein van de kwantummechanica, en dan blijkt dat er meer aan de hand is, zoals de 'spin' en het magnetisch moment van kleine deeltjes en de wisselwerking tussen naburige atomen in een vaste stof. Die andere natuurkunde is nodig, want hoe zou je met alleen de lorentzkracht kunnen verklaren dat ijzer wel magnetiseerbaar is en koper niet? Hoe verschilt dit ferromagnetisme van diamagnetisme en paramagnetisme? Waarom verliezen bepaalde materialen hun magnetische eigenschap boven de curietemperatuur, terwijl er nog steeds een lorentzkracht zou kunnen optreden? Er is nog veel te ontdekken…
Groet, Jaap