Experimento sobre magnetismo: levitación magnética

Después de nuestro anterior experimento sobre magnetismo, donde descubrimos el polo norte y sur de los imanes y las fuerzas que aparecían de atracción y repulsión, profundizaremos en el magnetismo experimentando con una de las muchas aplicaciones que tienen los imanes: la levitación magnética.

Y… ¿cómo vamos a hacer que entiendan que es la levitación magnética?

Realizaremos un sencillo experimento sobre este tipo de aplicación y después lo extrapolaremos con un sistema real que se basa en el fenómeno de la levitación.
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Después de nuestro anterior experimento sobre magnetismo, donde descubrimos el polo norte y sur de los imanes y las fuerzas que aparecían de atracción y repulsión, profundizaremos en el magnetismo experimentando con una de las muchas aplicaciones que tienen los imanes: la levitación magnética.

Y… ¿cómo vamos a hacer que entiendan que es la levitación magnética?

Realizaremos un sencillo experimento sobre este tipo de aplicación y después lo extrapolaremos con un sistema real que se basa en el fenómeno de la levitación.

Preparación del experimento sobre levitación magnética¿Qué necesitamos para hacer el experimento sobre levitación magnética?

  • Una varilla.
  • Imanes circulares en forma de anillo.
  • Plastilina.
  • Regla.

¿Cómo se experimenta con el magnetismo y cómo lo explicamos?

Para preparar el experimento, cogeremos una bola de plastilina y la pegaremos en una base rígida, como una mesa. Posteriormente, engancharemos la varilla en la plastilina, de manera vertical. Finalmente, en la base colocaremos uno de los imanes anulares.

Ahora introduciremos otro imán por la varilla. Teniendo en cuenta que no sabemos la polaridad de los imanes, probaremos suerte y… ¡A ver qué pasa!.

El segundo fenómeno es el que en este experimento estudiaremos: al encararse los mismos polos (norte o sur) de ambos imanes, el imán superior queda suspendido por encima del otro. A este fenómeno se le conoce como levitación magnética.

En caso de que experimentemos el primer fenómeno (atracción), simplemente separaremos el imán superior y lo volveremos a introducir en la varilla, dándole la vuelta.

 ¿Tiene algo que ver el peso o la fuerza magnética del imán para que el imán levite a una altura u otra?

Antes hemos observado que el imán utilizado se elevaba por encima del de la base unos dos centímetros. Ahora probaremos con otros imanes diferentes:

  • un imán más grande, pero de igual fuerza magnética que el primero,
  • y otro imán más pequeño, pero de fuerza magnética superior.

Observaremos si la distancia de levitación en el aire cambia respecto los diferentes imanes:

  • Con el imán más grande la distancia de levitación no varía demasiado: disminuye un poco respecto a los dos centímetros obtenidos con el primer imán.
  • Pero al introducir el segundo imán de neodimio, considerablemente más pequeño y con más fuerza magnética que el primero, vemos que la distancia de levitación se dobla.

Experimento para comprobar la diferente fuerza de los imanes

¿Por qué cambia la distancia de levitación?

Tanto la fuerza como el peso del imán tienen mucho que ver en la distancia de levitación:

  • Si los imanes son fuertes, sus fuerzas de atracción y repulsión será también más altas.
  • La fuerza de gravedad también interviene, ya que todos los objetos se sienten atraídos por la Tierra por el hecho de tener una masa. Así, a más masa, más peso: más fuerte será su atracción hacia el imán situado en la mesa.

Aplicaciones de la levitación magnética

Un caso real que se puede explicar en el aula, como cierre del experimento, es el tren de levitación magnética. Este tren viaja levitando encima de unos raíles que actúan como imanes.

Para conseguirlo, los raíles ejercen fuerzas magnéticas muy potentes, para poder mantener suspendido todo el tren, ya que este pesará varias toneladas. Para ello, los raíles se basan en la inducción electromagnética: al pasar corriente por el sistema de raíles, estos generan una fuerza magnética, actuando como un imán.

20 Comentarios

Francesc

Es muy interesante el tema del tren que levita. Pero tengo una pregunta, ¿se agotaría esta fuerza magnética? Es decir, se deben cambiar los imanes de los railes? ¿Se gastan más los imanes del tren o de las vías?
No sé si estoy un poco fuera de lugar pero si me podéis echar una mano os lo agredeceré.

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Francesc

Gracias!!!!

Yo también cría que no se gastaba pero parece ser, como ha dicho Melani, que el caso de los trenes no son imanes normales sino electroimanes y que por tanto dependen de la corriente de las bobinas.

De todos modos, muchas gracias por el interés!!!

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Richard Fdez

Hola Lisset!

Aunque los imanes tienen una vida útil larguísima, sí que su energía (que es la que realiza la fuerza magnética) se acaba agotando.

En realidad, todo cuerpo contiene una energía finita. Dudad siempre de todos aquellos experimentos/vídeos/inventos que muestran motores o cuerpos con movimiento perpetuo o energía infinita.

Un saludo!

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Melani

Lo que hay en los raíles no son imanes como los que se ha usado en el experimento, sino que son electroimanes. Estos electroimanes constan generalmente de una bobina por donde pasa corriente y este paso de corriente crea un campo magnético. Por lo tanto el magnetismo que tenga la via o el tren depende de la corriente que se pase por los electroimanes. Supongo que si fueran imanes del tipo del experimento se acabarían desgastando y habría fallas.

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johnn

Si quisiera que un iman con un pequeno peso sobre si, flotara a 10 centimetros de la cabeza de una persona, como seria posible hacer esto ?

Gracias

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Endesa Educa

Hola Johnn,

Utilizando la misma experiencia que la mostrada en el experimento, podrías darle a la persona otro imán, para que se lo ponga a modo de sombrero.

Los imanes deberían estar colocados de tal manera que la polaridad fuera la misma, apareciendo así las fuerzas de repulsión.

Para que estuviera levitando a una distancia de 10 cm, deberías conocer el peso que colocas encima, así como calcular las fuerzas magnéticas necesarias.

Saludos,

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brayan

Es muy interesante se acuerdan de Tesla …..el magnetismo no tiene energia perpetua se agota pero dura ufff años y es gratis voy hacer este experimento

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Endesa Educa

Hola Carlos,

Gracias a la electricidad estática, y con la ayuda de un globo y un paño, puedes modificar ligeramente la dirección de la corriente del agua de un grifo, por ejemplo. Simplemente debes frotar el globo con el paño, y acercar poco a poco el globo al chorro de agua.

Sin embargo, con este fenómeno no podrías conseguir que el agua quedara suspendida en el aire. Con el magnetismo tampoco sería posible.

Un saludo,

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Justi

Hola Carlos,
No se puede hacer levitar el agua mediante magnetismo, pero sí se puede modificar o alterar un hilo de agua al caer de un grifo con la electrostática.
Sin embargo, sí que es cierto que científicos han logrado, mediante levitación acústica, suspender gotas de agua. Son dispositivos capaces de simular entornos de micro-gravedad, y cuando son calibrados emiten ondas. La presión acústica generada por las ondas, puede cancelar los efectos de la gravedad, y en consecuencia hacer levitar gotas de agua u otras sustancias.
Un saludo,

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Pedro

Hola! Veo que hace algunos meses ya del post, pero a ver si alguien me puede ayudar :)
Quiero hacer algo bastante semejante a esto, pero con 3 o 4 imanes en la base, que levanten (unos 10 centímetros) una carta con un imán pequeñito en cada esquina, todos ellos de neodimio, en forma de disco.
No he encontrado ninguna fórmula matemática que me relacione los campos magnéticos con la distancia y la fuerza, para estudiarlo yo. Todo lo que he encontrado introduce también magnitudes de electricidad, que no va a haber en mi experimento.
¿Alguna recomendación sobre qué tamaños de imanes usar, o bien alguna fórmula matemática que me relacione lo que necesito?
Muchas gracias !

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Endesa Educa

Hola Pedro!

Nos tememos que lo que buscas no es del todo sencillo, ni un cálculo directo a través de una fórmula, ya que además el hecho de que intervengan 3 o 4 imanes en la base complica la situación.

Es más difícil de lo que parece, la verdad.

10 cm es una distancia bastante elevada… ¿Quieres utilizar una guía (como la varilla del experimento mostrado) para fijar el movimiento del imán suspendido, o deseas que se desplace libre en el aire?

Un saludo!

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Pedro

Pues mi idea era no usar una guía. Si es demasiado complicado y crees que con un solo imán podría salir mejor, acepto ideas :) Lo único que me interesa es dejar una carta "suspendida" en el aire , encerrada en una campana de cristal para que no haya aire ni nada por el estilo. La razón de poner tres imanes en la base en forma de triángulo era porque había leído un poco y parece que los tres campos forman un nodo más estable en el centro del triángulo, donde situar la carta. Un saludo y muchas gracias

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Endesa Educa

Hola Pedro,

Creo que tendrás que hacer uso de la experimentación para ir probando, pues mantener suspendido 10 cm un elemento mediante imanes supone un cálculo complejo.

El uso de una guía facilita mucho la suspensión, por lo que sin ella será más complicado.

¡Ánimos y no dudes en comentarnos los resultados!

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Endesa Educa

Hola Víctor! :)

Para poder realizar lo que nos pides tienes que trabajar a base de imanes. Más concretamente con electroimanes (imanes conectados a la corriente). Todo es un trabajo de colocar estos imanes con los polos debidamente colocados para que no se atraigan, todo lo contrario, que se repelan. Para que veas algunos ejemplos te ponemos este link para que veas algún ejemplo:

<a href="http://es.gizmodo.com/un-ingenioso-truco-de-levitacion-imanes-para-rotar-obj-1587001762&quot; target="_blank"></a>

Esperamos que te sea de utilidad.

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Gabriela

Hola, es posible levitar una placa metálica, (con electroimanes)
Y en ese caso, sabes cuánto peso soportaría, como para elevar cosas sobre la placa?

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