Wala, walang Photoshop at walang linya ng pangingisda ang ginamit upang gawin ang larawang ito, 100% lang purong pisika at ilang pasensya. Ang itinuturo na ito ay nagpapaliwanag kung paano ka makakagawa ng iyong sariling itaas na pag-hover sa hangin tulad ng isang UFO.
Mga Kagamitan:
Hakbang 1: Pangkalahatang-ideya ng Video
Hakbang 2: Ang Earnshaw's Theorem
Naranasan mo na bang magpalipat-lipat sa magneto sa tulong ng grupo ng iba pang mga magneto? Tila napakadali: dahil ang mga magnet ay maaaring maitaboy sa bawat isa marahil ay maaaring maglagay ng grupo ng mga magneto sa bilog upang pantay nilang itulak ang iba pang pang-akit patungo sa sentro ng sistema. O baka kahit na bumuo ng isang globo na ginawa ng magneto na suspindihin ng isa pang magneto sa gitna. Ngunit kung napakadali kaya kung bakit napakahirap magtayo ng mga tren na gumagamit ng magnetic levitation? Kung susubukan mo ang mga "madaling" mga pamamaraan ay makikita mo na ang lahat ay hindi gumagana. Sa katunayan bumalik sa 1842 British mathematician Samuel Earnshaw proved na ito ay sa katunayan imposible upang suspindihin ang isang regular na pang-akit sa espasyo na may tanging tulong ng iba pang mga regular na magneto statically inilagay sa paligid nito. Well hindi niya napatunayan nang eksakto iyan, ngunit ito ay sumusunod mula sa kanyang orihinal na teorama. Ang patunay ng theorem ay naglalaman ng napakaraming Griyego na mga titik upang ipaliwanag ito sa maikling maituturo, kaya hayaan ang tiwala lang sa mga matalinong mga tao na triple na naka-check ito at natagpuan ito tama.
Kaya imposibleng suspindihin ang isang magnet sa espasyo gamit lamang ang grupo ng iba pang mga magneto. Ngunit tingnan ang video. Mayroong isang malaking singsing na ceramic magneto at isa pang pang-akit na kung saan ay isang tuktok din. At kung maingat kong paikutin ang ikalawang pang-akit sa itaas ng unang isa ito ay talagang mag-hang sa hangin. Paano na posible ?! Talakayin natin ito at ilang iba pang mga butas sa Earnshaw's Theorem at talagang bumuo ng ilang mga magnetic levitation device. Ito ay magiging cool na!
Hakbang 3: Bill of Materials
Ito ay talagang napakadaling upang bumuo ng ito levitating tuktok. Sa ibaba ay makikita mo ang eksaktong kuwenta ng mga materyales na ginamit ko. Maaari mo itong gamitin bilang isang sanggunian upang magtiklop nang eksakto ang aking configuration:
* Ang malaking magnet ay talagang isang salansan ng dalawang magneto na 115x45x20mm: http://www.magnet4sale.com/ceramic-magnets-ring/
* Ang maliit na pang-akit ay kinuha mula sa isang 1.42 "tasa magneto. Upang kumuha ng ceramic magnet mula sa tasa inilalagay ko ito sa mainit na tubig sa loob ng 20 minuto upang paluwagin ang pandikit, pagkatapos ay pried sa isang driver ng tornilyo at hugot tulad ng ipinapakita sa video at ipinaliwanag sa karagdagang sa mapagtuturo na hakbang na # 6.
Bilang karagdagan sa na ginamit ko
* 6.56mm (1/4 ") kahoy na dowel mula sa Michaels
* Bungkos ng goma at tanso (ibig sabihin non-magnetic) washers mula sa Home Depot (May mas mahusay na seleksyon ng mga washers ng goma, ang Home Depot ay may higit pang mga tanso). Sa katunayan para sa eksaktong setup na ginamit ko lamang ng isang washer na may 32mm sa diameter at 1.3mm sa kapal. Ang lahat ng iba pang mga washers ng tanso ay hindi kinakailangan sa huling bersyon.
* Plastic container mula sa iyong aparador upang masakop ang malaking magnet. Ginamit ko ang isang 68mm taas at 143mm sa lapad na lalagyan # 12 (1.5pt) mula sa Rubbermaid.
* Aluminyo o plastic (ibig sabihin non-magnetic) sheet mula sa Lowes
* Magandang de-kuryenteng tape
Lahat sa lahat ng setup na ito ay nagkakahalaga sa akin ng humigit-kumulang na $ 30.
Hakbang 4: Plastic Container ?! Seriously? !!
Ang plastic na lalagyan ay kinakailangan upang protektahan ang mga magnet mula sa bawat isa. Hindi mahalaga kung gaano ka ingat ang itaas ay patuloy na bumabagsak at sa huli ay naabot ang pang-akit. Ang bawat oras na ito ay nangyayari maliit na matalim chips ay malagas ang magneto. Bukod sa pagsasakop sa iyong lugar ng trabaho na may potensyal na mapanganib sa elektrikal na alikabok ng alikabok, nililipol din nila ang lahat ng iyong pagsisikap upang maayos ang tuktok. Hindi mo gusto iyon at ang pinakamahusay na paraan upang pigilan ito ay sa pamamagitan ng pagtakip sa malaking magnet na may isang plastic na lalagyan.
Hakbang 5: Ang Taas ay Mahalaga
Ang isa pang function ng plastic na lalagyan ay ang ayusin ang distansya sa pagitan ng tuktok at ang malaking magneto. Tulad ng makikita mo sa video ang distansya na ito ay napaka-kritikal para sa matagumpay na paunang pag-ikot. Ang tuktok ng lalagyan (kasama ang sheet) ay dapat na napakalapit sa posisyon kung saan ang malaking magneto ay tumitigil sa pagtanggal sa itaas at nagsisimula sa pag-akit nito. Sa katunayan maaari mo ring ilipat ang maliit na magneto sa tuktok ng stem upang i-calibrate ang distansya na ito nang tumpak. Kung susubukan mong iikot ang tuktok sa itaas ng maayos na nababagay na lalagyan ito ay talagang patatagin ang sarili nito para sa 5-6 segundo at magsulid ganap na tuwid.
Hakbang 6: Kinukuha ang Mas Maliit na Magnet
Ang mas maliit na magneto na nakuha ko ay nasa loob ng isang tasang bakal. Upang makuha ang pang-magneto mula sa tasa Ibabad ko ito sa mainit na tubig sa loob ng humigit-kumulang na 20 minuto, pagkatapos ay gumamit ng isang distornilyador upang alisin at alisin ang pang-akit.
Hakbang 7: Gawing Tuktok
Gamitin ang dowel upang i-on ang maliit na magnet na disk sa isang tuktok. Pinutol ko ang humigit-kumulang na 32mm mula sa dowel at kininis ng isang dulo na may sanding paper upang bigyan ito ng isang bagay tulad ng parabolic hugis at gawin itong mas malinaw.
Kung eksakto ka nang sinusunod ang mga pagtutukoy mula sa rtfms.com idagdag ang goma tagapaghugas upang gumawa ng timbang nito ng humigit-kumulang na 12.5 gramo. Siguraduhin na maglagay ka ng isang di-magnetic spacer sa pagitan ng tuktok at ang laki, kung hindi man ay ang mga bahagi ng sukat ng metal ay maakit ang pang-akit at ang sinusukat timbang ay hindi tumpak. Tingnan ang video para sa mga detalye.
Hakbang 8: Gawin ang Base
Dahil gumagamit ako ng dalawang mas maliit na magneto para sa base sa halip na isang malaking ito ay ang hakbang kung saan ako ay nakasalansan sa kanila. Huwag lamang ilagay ang isa sa tuktok ng isa pa - ikaw ay makapinsala sa parehong mga magneto at ang iyong mga daliri. Sa halip, i-slide ang tuktok magneto sa ibabaw ng isa pa. Kung hindi ito gumagana at magneto pagtataboy sa bawat isa pagkatapos ay i-flip ang isa sa mga magnet at ulitin ang pagtatangka. Maaari mong laktawan ang hakbang na ito kung mayroon kang isang malaking magnet.
Takpan ang malaking magneto sa lalagyan, ilagay ang aluminum sheet sa ibabaw at ang iyong base ay handa na.
Hakbang 9: Ayusin ang Oryentasyon at Taas ng Base
Ngayon ang oras para sa ilang mga hakbang na may maraming teksto at walang mga larawan. Talagang mahirap na ipaliwanag ang mga dynamic na problema sa static na teksto, kaya suriin ang video sa hakbang na # 1 upang makita kung paano ito gumagana.
Maglagay ng flat sheet na gawa sa non-magnetic material sa ibabaw ng plastic container at subukan ang pag-ikot sa tuktok. Ang magandang pagkakataon ay hindi lamang ito makapagpapatuloy kundi magsulid din. Maraming mga bagay ang maaaring mali sa mga ito:
* Ang malaking magnet ay inilalagay baligtad. Alisin ang takip at dahan-dahang ibababa ang itaas nito. Kung, habang binababa ang tuktok, hindi mo na madama ang anumang bagay na sa tingin mo na ang tuktok ay nakaupo sa isang magnetic pillow pagkatapos ito ay ang maling panig. I-flip ang malaking magneto sa ibabaw. Ngayon ang nangungunang nararamdaman ng ilang pagtutol habang binababa mo ito, kaysa sa malaking magneto ay nagsisimula nang paghila nito sa loob ng butas. Iyon ang tamang orientation. Ibalik ang takip.
* Ang tuktok ay masyadong mataas sa itaas ng malaking magneto, kaya malaking magneto repels ito at sa sandaling iikot mo ito ay lumipad palayo agad. Bawasan ang distansya mula sa itaas hanggang sa malaking magneto sa pamamagitan ng pag-aangat ng malaking magnet. Ang mga washers at mga tasang bote ay tutulong sa iyo na iangat ang malaking magnet.
* Ang tuktok ay masyadong mababa sa itaas ng malaking magneto, kaya malaking magneto umaakit sa tuktok ng masyadong maraming at gyroscopic puwersa ay hindi sapat upang panatilihin ito tuwid. Sa kasong ito ito ay bumagsak at bumabagsak kaagad matapos mong palayain ito. Kailangan mong dagdagan ang distansya sa pagitan ng tuktok at ng pang-akit. Magagawa mo ito sa pamamagitan ng pag-aangat ng plastic container sa mga washers ng mga tasang bote, halimbawa.
Ang perpektong posisyon para sa tuktok ay bahagyang mas mababa sa puntong iyon kapag ang malaking pang-akit hihinto repelling ang tuktok at nagsisimula pagkahumaling. Ayusin ang taas ng magneto sa ilalim ng plastic na lalagyan upang ang tuktok ay matatagpuan eksakto sa posisyon na ito kapag sinubukan mong iikot ito. Maaari mo ring ilipat ang maliit na pang-akit nang nag-iisa sa tuktok na tangkay upang maayos ang pag-setup.
Mangyaring tandaan na sa posisyon na ito maaaring kailanganin mong itulak ang tuktok pababa nang bahagya habang umiikot ito. Kung matutuklasan mo ang impormasyong ito, huwag mag-atubili na bawasan ang distansya sa pagitan ng mga magneto nang kaunti pa.
Sa katunayan isa pang bagay na maaaring magkamali sa umiikot: ang bilis.
* Kung mag-spin mo sa tuktok masyadong mabagal ito ay magsisimula ng precessing masyadong maraming at mahulog masyadong mabilis
* Kung iikot ka sa tuktok masyadong mabilis ito ay magsisimula precessing kahit na mas mabilis at mahulog masyadong.
* Paikutin ang tuktok hindi masyadong mabilis at hindi masyadong mabagal. Sa katunayan simulan mula sa mabagal na bahagi at panatilihin ang pagtaas ng bilis hanggang sa maabot mo ang maximum na bilis pagkatapos kung saan ang tuktok napupunta mabaliw.
Bukod sa paunang pag-ikot ang umiikot na nagpapatatag na magnetic levitation ay gumagana lamang sa bilis sa pagitan ng 1000 at 3000 RPM (revolutions bawat minuto). Kaya umiikot ang nangungunang mas mabilis kaysa sa 3000RPM ay hindi makakatulong upang mapanatili itong lumilipad nang mas matagal.
Sa sandaling nakaposisyon ka sa tuktok nang maayos dapat itong mag-spin stably sa sheet. Sa katunayan kung ikaw ay mapalad at mapagpasensya maaari mong iposisyon ito sa isang punto kung saan ito ay magpapairal sa sarili nito mismo. Kahit na hindi ka mag-spin ito ay magtatagal.
Oh, at isa pang mas mahalagang bagay ay kung saan ka magsisimula ng pag-ikot - dapat itong mangyari nang eksakto sa itaas ng sentro ng malaking magneto, kung hindi man ang maliit na pang-akit ay magpapatumba at hindi magsulid sa lahat.
Hakbang 10:
Panahon na upang simulan ang phase two: magaspang tuning. Dahan-dahan at patuloy na itaas ang sheet hanggang sa pagpapanatili ng antas. Maraming mga bagay ang maaaring mangyari:
* Sa sandaling itinaas mo ang sheet ng isang bit ang mga nangungunang jumps at lilipad ang layo. Nangangahulugan ito na ang tuktok ay masyadong ilaw at ang puwersa ng grabidad ay hindi sapat upang mabawi ang magnetic force repulsion. Magdagdag ng ilang timbang sa tuktok. Ang mga washers ng tanso ay ang mga heaviest, goma ay mas magaan. Maaari mo ring ipasa ang mga washers upang ayusin ang kanilang timbang.
* Panatilihin mo ang pag-aangat ng sheet ngunit ang tuktok ay hindi kailanman tumatagal ng off ang sheet. Ang tuktok ay sobrang mabigat at magnetic force repulsion ay hindi sapat upang mabawi ang grabitasyon. Alisin ang isang washer mula sa itaas. Kung ito ang huling washer pagkatapos ay palitan ito ng mas magaan na isa. Kung ang tuktok ay hindi mag-alis kahit walang washers sa lahat ng kakailanganin mo ng isang mas malakas na hanay ng mga magneto.
Matapos ang pagdaragdag at pag-alis ng mga washers sa tuktok dapat mong maabot ang isang punto kapag ang tuktok ay tumatagal ng sheet, sinusubukan upang lumukso sa tuktok ng pang-akit ngunit pagkatapos ng kalahating segundo ito ay lilipad palayo. Kung mapapansin mo na laging lilipat sa parehong direksyon, pagkatapos ay oras na para sa phase 3: leveling.
* Ang dahilan na ang tuktok ay lumilipad palayo palagi sa parehong direksyon ay dahil ang magnetic field ng malaking magnet ay net perpektong antas. Medyo tulad ng bola roll down ang burol ang aming mga top roll down ang magnetic burol. Kahit na hindi mo maaaring gawin itong pahalang sa isang regular na antas ng bilang ang malaking magneto ay maaaring hindi pantay magnetized. Kailangan mong panatilihin ang pagsasaayos ng malaking antas ng pang-akit hanggang sa ang mga nangungunang nagsisimula lumilipad palayo sa iba't ibang direksyon. Tiyakin din na ang malaking magnet ay namamalagi sa isang matatag na ibabaw tulad ng isang talahanayan. Ang karpet ay hindi gagana dahil kakailanganin mong mag-relay ng magneto nang madalas.
Ang katotohanan ay marahil ay kailangan mong gawin phase 2 at 3 nang sabay-sabay na ito kung minsan ito ay hindi maliwanag kung bakit ang tuktok ay lilipad kaya mabilis. Maaaring pareho ang antas ng magnetic field at ang timbang.
Muli, maaari kang maglagay ng mga washers o iba pang makapal at mas mabuti na di-magnetic sa ilalim ng malaking magneto upang ma-level ito. Maaari mo ring gamitin ang isang Arduino bilang isang shim kung gusto mong isangkot ang isang microcontroller sa proyektong ito :)
Hakbang 11: Ayusin ang Timbang
Sa puntong ito halos lahat ng bagay ay gumagana mahusay maliban sa tuktok ay hindi pa rin upang levitate bilang ito ay lilipad palayo. Oras para sa phase 4: huling pinong-tuning.
* Panatilihin ang pagdaragdag ng bigat ng tuktok. Kailangan mong magdagdag ng maliliit na timbang sa itaas. Ang mga magagandang pagsasaayos ng timbang ay sa katunayan napakaliit na ang mga washers ay hindi gumagana. Nagsasalita kami tungkol sa 0.1g (0.004oz) katumpakan. Ang pinakamahusay na kandidato para sa pagsasaayos ng timbang ay electric tape. Panatilihing malagkit ang mga maliliit na piraso ng de-kuryenteng tape hanggang sa ang tuktok ay tumigil sa paglipad.
* Kung sa ilang mga punto tuktok levitates para sa isang ilang segundo kaysa bumagsak down - kumuha ng isang strip, gupitin ito sa kalahati at stick isa kalahati likod.
Paggamit ng electric tape maaari kang bumuo ng isang tuktok na levitate para sa isang minuto o dalawa. Ang isang problema dito ay masamang aerodynamics ng tape strips. Kapag naisip mo ang huling timbang na ito ay marahil isang magandang ideya na palitan ang pagkuha sa isang bungkos ng tanso washers. Ito ay magpapataas ng oras ng flight hanggang sa 5 minuto (mabuti, 2-3 minuto ay mas makatotohanang oras).
Ang isa pang mahalagang bagay ay ang buong tuktok ay dapat maging matatag. Walang mga piraso ay dapat na walang seguro o malamang. Gumamit ng mabaliw na pandikit kung kinakailangan, ngunit pakiramdam na parang isang matatag na piraso.
Hakbang 12: Humanga ang Iyong mga Kaibigan!
Kung makumpleto mo ang lahat ng ganitong masining na pag-tune ng kabaliwan ay oras na upang mabilis na tawagan ang iyong mga kaibigan at humanga sila. Gawin ito nang mabilis! Ang problema ay ang epekto ay napaka hindi matatag. Sa sandaling nagbago ang temperatura sa kuwarto - kakailanganin mong i-redu ang pinong tuning. Nabago ang kahalumigmigan? Parehas na bagay. May naglagay na gunting sa malapit? Ayusin muli ito. O ilipat ang gunting, anumang mas madali :)
Ang katotohanang ang ganitong uri ng magnetic levitation ay hindi masyadong matatag ay lubos na binabawasan ang kakayahang magamit nito. Talaga bukod sa mga kamangha-manghang mga tao na hindi ka maaaring magawa nang malaki dito. Sa mga instructable sa hinaharap ipapaliwanag ko kung paano bumuo ng mas maraming mga praktikal na aparatong levitation, kaya bumoto, sundin, tulad, mag-subscribe at panatilihing DIYing!
Kung gusto mo ang Instructable mangyaring suriin ang aking iba pang mga instructables. Salamat sa pagbabasa at pagmamasid!
Runner Up sa
Ilunsad Ito! Hamon
