能让物体悬浮在空中吗

时间:2023-11-16 20:29:04

有一位工作人员看到,电磁铁在工作时,曾经出现过一个有趣的现象:电磁铁把一个带着短链子的重铁球给吸了起来,因为铁球的链子被固定在了地面上,所以铁球无法跟磁铁完全贴近:铁球与磁铁之间有一掌长的距离。画面真是令人惊叹!一根铁链子就这么毫无支撑地竖直立在地上!磁铁的力量竟然这么大,可以让铁链子一直保持垂直的形态,甚至有个人还吊在了铁链子上面。这种现象再次说明电磁铁的力量十分强大。而且,随着电极与被吸引的物体之间距离增大,磁铁的引力会减小。当一个蹄形磁铁直接接触物体的时候,能够吸引100克重物。但如果在磁铁和这个重物之间放一张纸,磁铁就只能“举起”之前重量的一半了。所以即使油漆能防锈,人们一般也不会在磁铁的两端涂上油漆。

有人在很早的时候就研究过这一现象。1774年,在电磁铁还没有出现时,欧拉就曾在《关于各种物理物质的书信》一写下了这句话:“靠磁力使物体悬浮似乎也可行,因为有些人造的磁铁已经可以举起100磅的重量了。”

不过这种解释是禁不起推敲的。采用这种方法,也就是利用磁铁的引力,即使能够让物体保持一时的平衡,但只要有一些很小的动荡,哪怕只是空气的流动,这个平衡都会被打破。物体要想悬浮,并保持固定不动,实际是无法实现的。这好像让一个圆锥体稳稳地倒立在它的顶点上似的。从理论上,这一现象也解释不通。

能让物体悬浮在空中吗

图 上端挂着重物的一条竖直的铁链。

不过,我们还是能够利用磁铁制造“悬浮”现象,只是我们利用的是磁铁与物体间的排斥力,而不是吸引力(很多刚学物理的人可能经常会忘记磁铁不但能吸引物体,还能排斥物体)。大家都知道,磁铁是同极相斥的。如果我们有两块已经磁化的铁,将它们同极放在一块、上下重叠时,它们肯定会相互排斥的。上部的那块磁铁如果重量适中,就不会碰到下部的磁铁,而是悬在上空,保持一种平衡状态。而且,如果我们将几根不能磁化的材料做成支柱的话(例如,玻璃),上面那块磁铁就可以做水平运动了。

另外,利用磁铁引力吸引正在运动的物体,也会出现上面的现象。有人根据这个现象设计了一种完全没有摩擦力的电磁铁路。这个设计对学习物理很有帮助。