Tidak, tidak ada Photoshop dan tidak ada garis pancing yang digunakan untuk membuat gambar ini, hanya 100% fisika murni dan kesabaran. Instruksi ini menjelaskan bagaimana Anda dapat membuat top Anda sendiri melayang di udara seperti UFO.
Persediaan:
Langkah 1: Ikhtisar Video
Langkah 2: Teorema Earnshaw
Apakah Anda pernah mencoba melayang magnet dengan bantuan sekelompok magnet lainnya? Tampaknya sangat mudah: karena magnet dapat saling tolak satu sama lain, Anda mungkin dapat meletakkan sekelompok magnet dalam lingkaran sehingga keduanya mendorong magnet lainnya ke arah tengah sistem. Atau mungkin bahkan membangun bola yang terbuat dari magnet yang akan menangguhkan magnet lain di tengahnya. Tetapi jika itu sangat mudah mengapa begitu sulit untuk membangun kereta yang menggunakan levitasi magnetik? Jika Anda mencoba metode "mudah" ini, Anda akan menemukan semuanya tidak berfungsi. Bahkan pada tahun 1842, ahli matematika Inggris Samuel Earnshaw membuktikan bahwa sebenarnya tidak mungkin untuk menangguhkan magnet biasa di luar angkasa dengan satu-satunya bantuan magnet reguler lainnya yang ditempatkan di sekitarnya secara statis. Yah dia tidak membuktikan hal itu, tapi ini mengikuti teorema aslinya. Bukti teorema tersebut mengandung terlalu banyak surat dalam bahasa Yunani untuk menjelaskannya dalam instruksi singkat ini, jadi mari kita percaya saja kepada orang-orang pintar yang tiga kali memeriksanya dan menganggapnya benar.
Jadi tidak mungkin untuk menangguhkan magnet di ruang angkasa hanya dengan menggunakan banyak magnet lainnya. Tapi lihat videonya. Ada magnet keramik cincin besar dan magnet lain yang juga atas. Dan jika saya hati-hati memutar magnet kedua di atas yang pertama itu memang akan menggantung di udara. Bagaimana mungkin?! Mari kita bicara tentang ini dan beberapa celah lain dalam Teorema Earnshaw dan benar-benar membangun beberapa perangkat levitasi magnetik. Ini akan keren!
Langkah 3: Bill of Material
Sebenarnya sangat mudah untuk membangun top melayang ini. Di bawah ini Anda dapat menemukan bill persis bahan yang saya gunakan. Anda dapat menggunakannya sebagai referensi untuk mereplikasi konfigurasi saya dengan tepat:
* Magnet besar sebenarnya adalah tumpukan dua magnet 115x45x20mm: http://www.magnet4sale.com/ceramic-magnets-ring/
* Magnet kecil diambil dari magnet 1,42 ″ gelas. Untuk mengambil magnet keramik dari cangkir, saya menaruhnya di air panas selama 20 menit untuk melonggarkan lem, kemudian mencabut dengan obeng dan menarik keluar seperti yang ditunjukkan dalam video dan dijelaskan lebih lanjut dalam langkah # 6 ini.
Selain itu saya gunakan
* 6,56 mm (1/4 ″) pasak kayu dari Michaels
* Setumpuk mesin cuci karet dan kuningan (mis. Non-magnetik) dari Home Depot (Lowes memiliki pilihan mesin cuci karet yang lebih baik, Home Depot memiliki lebih banyak kuningan). Bahkan untuk pengaturan yang tepat ini saya hanya menggunakan satu mesin cuci dengan diameter 32mm dan ketebalan 1.3mm. Semua mesin cuci kuningan lainnya tidak diperlukan dalam versi final.
* Wadah plastik dari lemari Anda untuk menutupi magnet besar. Saya menggunakan 68mm tinggi dan 143mm dalam wadah diameter # 12 (1.5pt) dari Rubbermaid.
* Aluminium atau plastik (mis. Non-magnetik) dari Lowes
* Pita listrik yang bagus
Semua dalam semua pengaturan ini harganya sekitar $ 30.
Langkah 4: Wadah Plastik ?! Serius? !!
Wadah plastik diperlukan untuk melindungi magnet dari satu sama lain. Tidak peduli seberapa hati-hati Anda bagian atas akan terus jatuh dan akhirnya mengenai magnet. Setiap kali ini terjadi, chip tajam kecil akan jatuh dari magnet. Selain menutupi tempat kerja Anda yang berpotensi berbahaya bagi debu magnetik elektronik, mereka juga merusak semua upaya Anda untuk menyempurnakan bagian atasnya. Anda tidak menginginkannya dan cara terbaik untuk mencegahnya adalah dengan menutupi magnet besar dengan wadah plastik.
Langkah 5: Ketinggian Tidak Penting
Fungsi lain dari wadah plastik adalah untuk mengatur jarak antara bagian atas dan magnet besar. Seperti yang Anda lihat dalam video, jarak ini sangat penting untuk pemintalan awal yang sukses. Bagian atas wadah (ditambah lembaran) harus sangat dekat dengan posisi di mana magnet besar berhenti memukul mundur bagian atas dan mulai menariknya. Bahkan Anda bahkan bisa menggerakkan magnet kecil di sepanjang batang atas untuk mengkalibrasi jarak ini dengan tepat. Jika Anda mencoba memutar bagian atas di atas wadah yang disesuaikan dengan benar, itu benar-benar akan menstabilkan dirinya sendiri selama 5-6 detik dan berputar sangat lurus.
Langkah 6: Mengambil Magnet yang Lebih Kecil
Magnet yang lebih kecil yang saya dapatkan ada di dalam cangkir baja. Untuk mengekstraksi magnet dari cangkir, saya merendamnya dalam air panas selama kurang lebih 20 menit, kemudian menggunakan obeng untuk membongkar dan melepas magnet.
Langkah 7: Jadikan Top
Gunakan dowel untuk mengubah magnet disk kecil menjadi atas. Saya memotong kira-kira 32mm dari paku dan memoles salah satu ujungnya dengan kertas ampelas untuk memberikan sesuatu seperti bentuk parabola dan membuatnya lebih halus.
Jika Anda persis mengikuti spesifikasi dari rtfms.com, tambahkan mesin cuci karet untuk membuat beratnya sekitar 12,5 gram. Pastikan Anda meletakkan spacer non-magnetik di antara bagian atas dan skala, jika tidak, bagian logam dari skala akan menarik magnet dan berat yang diukur tidak akurat. Lihat video untuk detailnya.
Langkah 8: Buat Basis
Karena saya menggunakan dua magnet yang lebih kecil untuk alas daripada yang besar, inilah langkah saya menumpuknya. Jangan hanya meletakkan satu di atas yang lain - Anda akan merusak magnet dan jari-jari Anda. Sebagai gantinya, geser magnet atas di atas yang lain. Jika itu tidak berhasil dan magnet saling tolak, balikkan salah satu magnet dan ulangi percobaan. Anda dapat melewati langkah ini jika Anda memiliki satu magnet besar.
Tutupi magnet besar dengan wadahnya, letakkan lembaran aluminium di atasnya dan alas Anda sudah siap.
Langkah 9: Sesuaikan Orientasi dan Tinggi Basis
Sekarang saatnya untuk beberapa langkah dengan banyak teks dan tanpa gambar. Hanya saja sangat sulit untuk menjelaskan masalah dinamis dengan teks statis, jadi periksa video pada langkah # 1 untuk melihat bagaimana ini bekerja.
Letakkan lembaran datar yang terbuat dari bahan non-magnetik di atas wadah plastik dan coba putar bagian atas. Kesempatan bagus itu tidak hanya melayang tetapi berputar juga. Beberapa hal bisa salah dengan itu:
* Magnet besar diletakkan terbalik. Lepaskan penutup dan perlahan-lahan turunkan bagian atasnya. Jika, saat menurunkan bagian atas, Anda tidak akan merasakan apa-apa maka Anda merasa bagian atasnya duduk di atas bantal magnetik maka itu adalah sisi yang salah. Balikkan magnet besar. Sekarang bagian atas merasakan beberapa hambatan saat Anda menurunkannya, daripada magnet besar mulai menariknya ke dalam lubang. Itulah orientasi yang tepat. Pasang kembali penutup.
* Bagian atasnya terlalu tinggi di atas magnet besar, sehingga magnet besar menolaknya dan begitu Anda memutarnya, magnet itu akan langsung terbang. Kurangi jarak dari atas ke magnet besar dengan mengangkat magnet besar. Cincin dan gelas botol akan membantu Anda mengangkat magnet besar.
* Bagian atas terlalu rendah di atas magnet besar, sehingga magnet besar terlalu menarik bagian atas dan gaya gyroscopic tidak cukup untuk membuatnya lurus. Dalam hal ini jatuh dan jatuh segera setelah Anda melepaskannya. Anda perlu meningkatkan jarak antara bagian atas dan magnet. Anda dapat melakukannya dengan mengangkat wadah plastik di mesin cuci gelas botol, misalnya.
Posisi sempurna untuk bagian atas sedikit di bawah titik itu ketika magnet besar berhenti memukul mundur bagian atas dan mulai menarik. Sesuaikan ketinggian magnet di bawah wadah plastik sehingga bagian atas berada tepat pada posisi ini saat Anda mencoba memutarnya. Anda juga dapat menggerakkan magnet kecil saja di batang atas untuk menyempurnakan pengaturan.
Harap perhatikan bahwa pada posisi ini Anda mungkin perlu sedikit menekan bagian atas saat memutarnya. Jika Anda merasa tidak nyaman, silakan mengurangi jarak antara magnet sedikit lebih banyak.
Bahkan satu hal lagi yang bisa salah dengan berputar: kecepatan.
* Jika Anda memutar bagian atas terlalu lambat, ia akan mulai terlalu awal dan jatuh terlalu cepat
* Jika Anda memutar bagian atas terlalu cepat, ia akan mulai melakukan pendahuluan lebih cepat dan jatuh juga.
* Putar bagian atas tidak terlalu cepat dan tidak terlalu lambat. Bahkan mulai dari sisi yang lambat dan terus meningkatkan kecepatan sampai Anda mencapai kecepatan maksimum setelah mana bagian atas menjadi gila.
Selain hanya pemintalan awal, levitasi magnetik yang distabilkan dengan putaran hanya bekerja pada kecepatan antara 1000 dan 3000 RPM (putaran per menit). Jadi memutar bagian atas lebih cepat dari 3000RPM tidak akan membantu membuatnya tetap terbang lebih lama.
Setelah Anda memposisikan bagian atas dengan benar, ia harus dapat berputar stabil di atas lembaran. Sebenarnya, jika Anda beruntung dan sabar, Anda bisa memposisikannya pada titik di mana ia akan stabil sendiri. Sekalipun Anda memutarnya dengan tidak terlalu baik, pada akhirnya akan menjadi lurus.
Oh, dan satu hal lagi yang penting adalah di mana Anda mulai berputar - itu harus terjadi tepat di atas pusat magnet besar, jika tidak, magnet kecil akan jatuh dan tidak berputar sama sekali.
Langkah 10:
Saatnya untuk memulai fase dua: penyetelan kasar. Perlahan dan mantap, angkat seprai mempertahankan level. Beberapa hal bisa terjadi:
* Setelah Anda mengangkat lembaran sedikit bagian atas melompat dan terbang. Ini berarti bahwa bagian atas terlalu ringan dan gaya gravitasi tidak cukup untuk mengimbangi gaya tolak magnet. Tambahkan beberapa bobot ke atas. Mesin cuci kuningan adalah yang paling berat, yang karet lebih ringan. Anda juga bisa mengampelas mesin cuci untuk menyesuaikan beratnya.
* Anda terus mengangkat lembaran tetapi bagian atas tidak pernah melepas lembaran. Bagian atas terlalu berat dan gaya tolak magnet tidak cukup untuk mengimbangi gravitasi. Hapus mesin cuci dari atas. Jika ini adalah mesin cuci terakhir, gantilah dengan yang lebih ringan. Jika bagian atas tidak lepas landas bahkan tanpa pencuci sama sekali, Anda akan memerlukan magnet yang lebih kuat.
Setelah menambahkan dan melepas ring ke atas Anda harus mencapai titik ketika bagian atas melepas lembaran, mencoba melayang di atas magnet tetapi setelah setengah detik itu terbang. Jika Anda perhatikan bahwa ia selalu terbang ke arah yang sama, maka sudah saatnya fase 3: leveling.
* Alasan mengapa bagian atas terbang menjauh selalu dalam arah yang sama adalah karena medan magnet dari magnet besar adalah tingkat sempurna bersih. Cukup seperti bola berguling menuruni bukit, bola atas kami berguling menuruni bukit magnet. Anda bahkan tidak bisa membuatnya mendatar dengan tingkat yang teratur karena magnet besar bisa tidak magnet dengan rata. Anda harus terus menyesuaikan level magnet besar hingga bagian atas mulai terbang ke arah yang berbeda. Pastikan juga bahwa magnet besar berada di permukaan yang kuat seperti meja. Karpet tidak akan berfungsi karena Anda harus melepaskan magnet terlalu sering.
Yang benar adalah Anda mungkin perlu melakukan fase 2 dan 3 secara bersamaan karena kadang-kadang tidak jelas mengapa bagian atas terbang begitu cepat. Bisa jadi tingkat medan magnet dan beratnya.
Sekali lagi, Anda dapat meletakkan mesin cuci atau sesuatu yang tebal dan lebih disukai non-magnetik di bawah magnet besar untuk meratakannya. Anda bahkan dapat menggunakan Arduino sebagai shim jika Anda ingin melibatkan mikrokontroler dalam proyek ini :)
Langkah 11: Sesuaikan Berat
Pada titik ini hampir semuanya bekerja dengan baik kecuali bagian atasnya masih tidak dapat melayang ketika terbang. Waktu untuk fase 4: penyempurnaan akhir.
* Terus tambahkan berat bagian atas. Anda perlu menambahkan bobot kecil ke atas. Bobot penyesuaian yang bagus sebenarnya sangat kecil sehingga mesin cuci tidak berfungsi lagi. Kami berbicara tentang ketelitian 0,1g (0,004 oz). Kandidat terbaik untuk menyesuaikan berat adalah pita listrik. Terus rekatkan potongan kecil pita listrik sampai bagian atas berhenti terbang.
* Jika suatu saat top levitates selama beberapa detik dari jatuh - mengambil strip, potong menjadi dua dan tetap satu setengah kembali.
Dengan menggunakan pita listrik Anda dapat membuat atasan yang akan melayang selama satu atau dua menit. Salah satu masalah dengan itu adalah aerodinamika yang buruk dari strip tape. Setelah Anda mengetahui berat akhirnya, mungkin ide yang baik untuk menggantikan take dengan sekelompok mesin cuci kuningan. Ini akan meningkatkan waktu penerbangan hingga 5 menit (well, 2-3 menit adalah waktu yang lebih realistis).
Satu hal yang lebih penting adalah bahwa seluruh bagian atas harus sangat kuat. Tidak ada bagian yang tidak aman atau goyah. Gunakan lem gila jika perlu, tetapi membuatnya terasa seperti sepotong padat.
Langkah 12: Buat Kagum Teman Anda!
Jika Anda menyelesaikan semua kegilaan fine-tuning ini saatnya untuk memanggil teman-teman Anda dengan cepat dan membuat mereka takjub. Lakukan dengan cepat! Masalahnya adalah efeknya sangat tidak stabil. Setelah suhu di dalam ruangan berubah - Anda harus mengatur ulang fine tuning. Kelembaban berubah? Hal yang sama. Seseorang menaruh gunting di dekat sini? Sesuaikan lagi. Atau pindahkan gunting, apa pun lebih mudah :)
Fakta bahwa jenis levitasi magnetik ini sangat tidak stabil sangat mengurangi kegunaannya. Pada dasarnya selain orang-orang hebat Anda tidak bisa berbuat banyak dengannya. Di masa depan, saya akan menjelaskan cara membuat perangkat levitasi yang lebih praktis, jadi pilih, ikuti, sukai, berlangganan, dan tetap DIYing!
Jika Anda suka ini Dapat Diperintahkan, silakan periksa instruksi saya yang lain. Terima kasih telah membaca dan menonton!
Runner Up di menu
Luncurkan! Tantangan
