Et lite magnetmysterium   Onsa, Aliza, Amal og Ingrid

 

Et lite magnetmysterium

Navn: Onsa, Aliza, Amal og Ingrid Dato: 28.11.12

Innledning

En magnet er et objekt som har et magnetfelt. Et magnetfelt er et sted der det virker magnetiske krefter, og magneten tiltrekker seg alltid motsatte eller nøytrale ladninger som er i feltet. Det magnetiske feltet oppstår når negative ladninger er i bevegelse og når elektronene i objektet ligger på rett linje, altså peker i samme retning. Magneter har en nordpol og en sydpol og begge tiltrekkes av hverandre, og når to like poler går mot hverandre frastøtes de. Det finnes to typer magneter, elektromagneter og permanente magneter. Elektromagneter er magneter som krever elektrisk strøm for å få de negative ladningene til å bevege seg i en retning og dermed danne et magnetfelt. Dersom strømmen skrus av mister den magnetismen. Permanente magneter er magneter som består av et fast materiale med magnetisme. Under dannelsen av de permanente magnetene er det de magnetiske kreftene i jordas indre som virker på elektronene slik at de innstiller seg i en bestemt retning. Ingen av elektronene beveger seg i en bestemt retning, men alle har samme indre bevegelse. En permanent magnet beholder sin magnetisme konstant fordi den alltid har et magnetfelt.

Problemstilling

De aller fleste av oss har på ett eller annet tidspunkt lekt med Brio tog – tretoget hvor vognene festes til hverandre ved hjelp av magneter. En erfaring som da gjøres er at det ikke er vilkårlig hvilken vei vognene festes til hverandre. Om en vogn står feil vei vil magnetene frastøte hverandre istedenfor å tiltrekke hverandre. Side  

1

 av  

6

 

Et lite magnetmysterium   Onsa, Aliza, Amal og Ingrid

 

Hvorfor kan magnetene i Thomas toget kobles sammen uavhengig av hvilken vei vi kobler dem sammen?  

Materialer og metode

Utstyr

• • • Thomas toget Brio tog Stavmagneter

Fremgangsmåte

Vi prøvde ulike måter å sette vognene sammen på. Vi valgte å sammenlikne magnetene i vognene med stavmagneter for å se hvordan magnetene ville virket. 1.

Vi koblet en sterkere magnet til den ene magneten på Brio toget, for å se om dette hadde noen effekt på toget – forsøk 1. 2.

Vi forutsatte at nordpolen og sydpolen hadde helt lik posisjon i hver av magnetene i vogntoget. Her tok vi nordpol mot nordpol og sydpol mot sydpol, altså to like poler mot hverandre – forsøk 2 3.

Her forutsatte vi at nordpolen og sydpolen ikke hadde helt lik posisjon, men var motsatt rettet. Vi tok sydpol mot nordpol og nordpol mot sydpol, altså to ulike poler mot hverandre – forsøk 3. 4.

Etter det forutsatte vi at det var to stavmagneter i hvert vogntog, og tok nordpol mot sydpol og sydpol mot nordpol, og testet om magnetene fikk den samme posisjonen hvis vi skiftet retning på den ene vognen – forsøk 4.   Forsøk  1   Forsøk  2   Side  

2

 av  

6

  Forsøk  3   Forsøk  4  

Et lite magnetmysterium   Onsa, Aliza, Amal og Ingrid

 

 

Resultater

I Thomas-toget tiltrakk vognene hverandre på midten, over og under, men ikke på sidene. Da vi vendte det ene toget opp ned fikk magnetene en motsatt effekt og frastøtte hverandre på midten, over og under, men tiltrakk hverandre på siden.  

Forsøk 1 2 3 4 Resultat

Vognene tiltrekker hverandre uansett hvilken vei vognene er retta. Den ene magneten som ble koblet til en sterkere magnet, ble svakere. Vognene frastøter hverandre på midten og på sidene, men tiltrekkes på toppen. Vognene tiltrekkes på midten og på siden, men ikke over og under hverandre. Magnetene tiltrekkes og frastøter hverandre akkurat som i Thomas-toget. Ovenfra: Snur vognen: A B N   S   S   N   N   S   S   N   C D S   N   N   S   S   N   N   S   S   N   N   S   S   N   N   S   S   N   N   S      N      S     Fra siden: E N                         S   N                         S   F G S   N                         S   N                         S   N                         S   Side  

3

 av  

6

 

Et lite magnetmysterium   Snur en av vognene opp ned: H S   N   N   S   N   S   S   N   Onsa, Aliza, Amal og Ingrid

 

 

Diskusjon

Vi fant ut at vognene besto av permanente magneter, fordi de er en magnet i seg selv og ikke krever en strømkilde for å få elektronene til å bevege seg i en rett linje og danne et magnetfelt. I det første forsøket ble Brio togene koblet sammen uavhengig av hvilken vei vi koblet vognene sammen, fordi da klarte vi å endre retningen på elektronene i den ene magneten ved å koble magneten i vognen til en sterkere magnet. Etter en stund vil elektronene gå tilbake til sin vanlige retning/posisjon, dette kan ta tid og dermed vil ikke dette være løsningen på problemstillingen vår. I tillegg til det merka vi at magneten som skiftet retning på elektronene ble svakere enn den andre, og toget fikk dermed ikke sin nødvendige kraft til å fungere som et sammenhengende tog. I det andre forsøket frastøtte vognene hverandre på midten, fordi to like poler gikk mot hverandre(bilde nr. 2). De tiltrakk hverandre på toppen og på bunnen fordi da ble de motsatte polene tiltrukket av hverandre, men frastøtte hverandre på sidene fordi to like ladninger gikk mot hverandre. Dette viste seg å ikke stemme med tiltrekking- og frastøtingskraften i magnetene i Thomas-toget. I forsøk nr. 3. tiltrakk vognene hverandre på midten og på sidene fordi da ble nordpolen tiltrukket av sydpolen, og sydpolen av nordpolen. Men de tiltrakk ikke hverandre oppe og under hverandre, fordi da gikk to like poler mot hverandre. Siden vognene i Thomas-toget tiltrekker hverandre oppe og under, men ikke på sidene stemmer ikke dette overens med hvordan magnetene er satt sammen i Thomas-toget. I Thomas toget er både nordpolen og sydpolen i begge endene av vognen. De ligger som vist på bildet nr. 4 over. Grunnen til at de tiltrekkes uansett hvilken vei vognene blir koblet sammen, skyldes at nordpolen og sydpolen tiltrekkes av hverandre mellom koblingene på høyre og venstre side. Dvs. at nordpolen og sydpolen på enden av begge togene ligger motsatt rettet slik at nordpolen blir tiltrukket av sydpolen, og sydpolen tiltrukket av nordpolen. På Side  

4

 av  

6

 

  Et lite magnetmysterium   Onsa, Aliza, Amal og Ingrid

 

siden frastøtes de hverandre fordi to like poler gikk mot hverandre. På toppen tiltrakk de hverandre fordi da fortsatte de motsatte ladningene å gå mot hverandre. Dette stemmer med hvordan magnetene fungerer i Thomas-toget. Etter å ha kommet med vår teori på løsningen på problemstillingen, presenterte veilederen vår en artikkel som baserte seg på en annen teori. Den gikk ut på at det var en løs magnetbit inni koblingspunktet som skiftet retning etter hvilken pol den kom i kontakt med. Derfor ville vognene alltid bli tiltrukket av hverandre. Men dette stemmer ikke med vår teori. I følge vår teori har nordpolen og sydpolen en bestemt retning og kan ikke endre seg etter hvilken pol den kommer i kontakt med. Begge endene i hver av vognene består av en nord- og sydpol men bare motsatt rettet, som dere ser på figurene over. Dermed vil de tiltrekke hverandre oppe og nede (figur F og G), men ikke på siden fordi da går to like poler mot hverandre og dermed vil de frastøtes (figur C og D). Vognene frastøtes også når vi snur det ene vognen opp ned, fordi da vil to like poler gå mot hverandre (figur H) Det er akkurat dette som ikke stemmer med artikkelen, fordi i følge artikkelen så vil magnetbiten endre retning etter hvilken pol den kommer i kontakt med. Hvorfor frastøtes Thomas-togene da fra sidene, og når vi snur det ene toget opp ned? Hvorfor vil ikke magnetbiten da endre retning? For å dobbeltsjekke om vår teori stemte demonterte vi toget, og inni koblingspunktet var det en sylinderformet magnet som lå horisontalt. Den hadde en nordpol og sydpol på hver sin ende, akkurat som vi har illustrert med figurene over.

Konklusjon

Grunnen til at Thomas-toget kan kobles sammen uavhengig av hvilken vei vi kobler togene sammen skyldes hvordan magnetene i vognene er satt sammen. I Thomas-toget er både nordpolen og sydpolen i begge endene av vognen som vist på bilde nr. 4.

Kilder

Hva er en permanent magnet?

  Hentet fra http://unsofa.com/industri/hva-er-en-permanent magnet.html

(2010) Side  

5

 av  

6

 

Et lite magnetmysterium   Onsa, Aliza, Amal og Ingrid

 

Statiske magneter vs. Elektromagneter.

Hentet fra   http://www.nikken.co.uk/Magnetic Technology/nor/page.aspx?content=1520212457&menu=1212121212 (2008) Grimenes, Arne Auen (2013), personlig kommunikasjon.   Side  

6

 av  

6