Je magnetická síla kontaktní síla: Proč, jak, kdy a podrobná fakta

V tomto článku budeme diskutovat o tom, proč a jak je magnetická síla kontaktní silou; a různá fakta.

Magnetická síla je bezkontaktní síla, protože může přitahovat nebo odpuzovat předměty ze vzdálenosti od sebe, aniž by s předměty fyzicky interagovala.

Kontaktní síla

Síla působící na předmět fyzickým kontaktem s předmětem se nazývá kontaktní síla. Příklady kontaktních sil jsou tažná síla, normálová síla, odpor vzduchu, síla pružiny, působící síla. Zde není spojeno žádné pole pro sílu, která má být aplikována. Síla je vyvíjena na druhý předmět pouze prostřednictvím fyzického kontaktu.

Bezkontaktní síla

Síla působící na objekt z dálky, aniž by se ho dotkla nebo na něj působila fyzickou silou, se nazývá bezkontaktní síla. Příklady bezkontaktních sil jsou gravitační síla, magnetická síla, elektrostatické, jaderná síla; pole je spojeno ve všech těchto silách a působí na jakýkoli objekt přítomný v tomto poli.

Magnetická síla

V přítomnosti vnějšího elektrického pole mají kladné a záporné nosiče náboje uvnitř vodiče tendenci se vyrovnávat podle použitého vnějšího pole. To má za následek malé drifty nosičů náboje. Díky této pohyblivosti se uvnitř vodiče vytvoří magnetické pole. Částice uvnitř materiálu se unáší po spirálové dráze.

Magnetická síla působí kolmo na pohyb částic v magnetickém poli, aby se rotace udržely zarovnané ve stejném směru bez ovlivnění orientace. Magnetická síla je dána vztahem:

F=qvB

Magnetická síla závisí na náboji nosiče, rychlosti částic a použitém vnějším poli.

Následně má magnet, který je již zmagnetizovaným materiálem, svou vlastní tendenci vytvářet kolem sebe magnetické pole kvůli existenci magnetického dipólového pole uvnitř magnetu i při absenci jakéhokoli vnějšího napájení. Dipól je oddělení mezi kladným a záporným nábojem částice v důsledku přítomnosti vnějšího pole.

Proč je magnetická síla nekontaktní síla

Magnetická síla je v zásadě dvojího druhu; přitažlivá síla a odpudivá síla. Pokud je objekt s feromagnetickými vlastnostmi umístěn do tohoto pole, bude na něj působit přitažlivá síla. U objektu s diamagnetickým chováním, když je umístěn v magnetickém poli, se odpudivá síla objeví v aktu, který má tendenci tlačit objekt pryč z oblasti magnetického pole.

Dipóly uvnitř magnetizačního materiálu jsou uspořádány v koloniích se specifickým spinem a směry. Když je ovlivněna vnějším polem, všechny kolonie dipólů se zarovnají v určitém směru změnou jejich rotace a zarovnání tak, aby se vytvořila síla přitažlivosti na materiálu, aby se k němu přiblížil.

Síla působí na materiál pouze tehdy, když je tento materiál umístěn v oblasti magnetického pole vytvářeného magnetem. Magnetické pole je teoretizováno jako tokové čáry procházející z jednoho pólu do druhého, přičemž jeden pól je přitažlivý a druhý jako odpudivý. V důsledku přítomnosti dvou různých pólů s charakteristikami přitažlivosti a odpuzování se předpokládá, že magnetické siločáry jsou v soustředných kruzích vycházejících z odpudivého pólu a vystupujících do přitažlivého pólu magnetu.

Jakýkoli předmět s feromagnetickými nebo diamagnetickými vlastnostmi bude při umístění do magnetického pole vykazovat silnou přitažlivou nebo odpudivou sílu. Síla působící na předměty není v těsném kontaktu s magnetem, ale pouze při uvedení předmětu do magnetického pole magnetu. Magnetická síla je tedy bezkontaktní silou.

Jak poznáte, že je Síla kontaktní silou

Kontaktní síla je síla vyvíjená na jeden systém, když na něj jiný objekt působí fyzickou silou a při tom se vykonává nějaká práce.

Vezměme si například muže, který tlačí bednu s nákladem 50 kg. Krabice bude přemístěna pouze tehdy, když muž odtlačí krabici od sebe. Práce vykonaná k posunutí krabice ve vzdálenosti 'x' od původní polohy je dána jako Práce=Síla. vzdálenost (x). Síla aplikovaná mužem pro zatlačení krabice je kontaktní síla.

je magnetická síla kontaktní síla
Příklad kontaktní síly: Muž tlačí náklad

Projekt třecí síla je dalším příkladem. Auto při akceleraci neklouže díky třecí síle, která je také kontaktní silou mezi pneumatikami a kovovou vozovkou.

Kontaktní síla je pouze tehdy, když jedno těleso působí silou na jiné těleso tím, že s ním přichází do fyzického kontaktu.

Jak je magnetická síla nekontaktní síla

Mezi dvěma různými konci magnetu je síla přitažlivosti a odpuzování, která je cítit v oblasti, která jej obklopuje. Čím větší je velikost magnetizovaného materiálu nebo magnetu, tím větší bude plocha oblasti magnetického pole vytvářeného magnetem. Síla magnetu závisí na hustotě magnetického toku na jednotku délky průřezu.

Tato magnetická síla je základní přírodní silou, kterou pociťují dvě opačně nabité částice vložené do materiálu a tato síla je pozorována pouze tehdy, když je objekt přítomen v oblasti magnetického pole vytvářeného magnetem, aniž by ve skutečnosti přišel do fyzického kontaktu, zatímco žádná během tohoto procesu se pracuje.

Při zavedení jakéhokoli materiálu do oblast magnetického pole na dálku směrem od magnetických pólů začnou nepárové elektrony ze sloučeniny materiálu reagovat na vnější pole. Kladný pól magnetu se bude snažit materiál přitáhnout, pokud je materiál obohacen o více nepárových elektronů, a odpuzovat se, pokud je elektronů nedostatek.

Pokud by magnetická síla ve scénáři přišla pouze tehdy, když byl magnet zakoupen ve fyzickém kontaktu s feromagnetickým materiálem, řekněme například železnou tyč; pak bychom mohli říci, že magnetická síla je kontaktní síla, ale tímto způsobem se to neděje. I když zavedeme železnou tyč do magnetického pole vytvářeného magnetem, který jej umístí v určité vzdálenosti od pólů magnetu, bude také působit na železnou tyč silou, která má tendenci přitahovat železnou tyč k magnetu. . Nespárované elektrony z železné tyče zažijí sílu odpuzování od záporného pólu

Jak působí magnetická síla bez přímého kontaktu

Když je magnetizační materiál umístěn v oblasti magnetického pole kolem magnetu, dipóly uvnitř materiálu budou vystaveny magnetické síle a budou se orientovat ve směru aplikovaného pole. To závisí na magnetických vlastnostech materiálu, permeabilitě a magnetickém toku pronikajícím materiálem na jednotku plochy průřezu.

Uvažujme jednoduchý příklad tyčového magnetu a železného hřebíku. Když je železný hřeb umístěn v poli tyčového magnetu, hřebík se přitáhne směrem k severnímu pólu. Totéž se odrazí při držení na jižním pólu tyčového magnetu. Zatímco na železném hřebíku nebudou pozorovány žádné přitažlivé nebo odpudivé síly, když je umístěn trochu daleko od oblasti magnetického pole vyvinutého tyčovým magnetem.

Viz zdrojový obrázek
Přitažlivá síla na železném hřebíku držená v malé vzdálenosti od tyčového magnetu; Kredit obrázku: inženýrské myšlení

Je to proto, že intenzita magnetického pole existuje pouze v oblasti magnetického toku a závisí čistě na hustotě toku procházejícího jednotkovou plochou, za ní žádný materiál nevykazuje žádnou přitažlivost ani odpuzování k magnetu.

Když je předmět přítomen v oblasti magnetického pole tyčového magnetu, kladný pól tyčového magnetu bude působit přitažlivou silou na záporné náboje v materiálu a naopak, obě síly jsou stejné velikosti, a tedy i železo. hřebík má tendenci přitahovat kladný pól magnetu. Takto je to magnetické síla působí, aniž by byla ve skutečnosti v kontaktu s objekty, a působí silou na objekt, když je přítomen v magnetickém poli obklopený tím.

Některé příklady magnetické síly

Průhyb a magnetická jehla v kompasu, magnet upevněný na dveřích ledniček, sklon magnetické střelky v klinometru používaný ke studiu stratigrafie skalních podloží, magnet používaný v elektromotorech, který má za následek rotaci motoru, v reproduktorech, mikrofonech atd. vytvářejí zvukový efekt, ve ventilátorech odpuzují stator od rotoru pro zvýšení rychlosti atd.

Přečtěte si více o Jaké předměty mají magnetickou sílu: Vyčerpávající fakta o různých předmětech.

Často kladené otázky

Existuje mezi nabitými částicemi magnetická síla?

Pohybující se náboje jsou spojeny s magnetickým polem v důsledku jejich momentu hybnosti a rotace.

Nabité částice také mezi sebou vykazují magnetické síly. Stejně jako dva tyčové magnety se podobné náboje odpuzují od sebe a na rozdíl od nábojů se přitahují.

Jaké jsou příklady nekontaktní síly, se kterou se často setkáváme?

Bezkontaktní síly jsou vyvíjeny jedním tělesem na druhé, aniž by se dostaly do fyzického kontaktu.

Kapky deště na Zemi, předměty padající na zem při pádu, přitažlivost kovu na tyčový magnet bez fyzického kontaktu, nabíjení vlasů a přitahování papírových kousků, míč poskakující po zemi, uschlé listí padající na zem, vychylování magnetické jehly je několik příkladů bezkontaktní síly.

Také čtení:

Zanechat komentář