installés.
Le
point le plus important est la position des aimants : ils doivent être
installés de manière à ce que les pôles soient orientés de manière
identique de chaque côté du canal, c'est-à-dire que par ex. sur le côté
gauche ils montrent tous leur pôle sud et sur le côté droit, leur pôle
nord.
Dans l'expérience montrée dans la vidéo, on utilise de petits
cubes magnétiques,
mais on peut aussi prendre des disques magnétiques. Partant du principe
que les disques ont une magnétisation axiale, ils doivent être
installés verticalement, comme des petites roues. La distance entre les
aimants n'est pas très importante, mais pour arriver à une certaine
vitesse, ils doivent quand même être assez proches. Cela dépend de la
force d'adhérence. Dans notre expérience, ils sont placés à environ 5 mm
de distance.
A
l'extrémité de la rampe, on installe de chaque côté deux aimants l'un
sur l'autre au lieu d'un seul. Il en résulte un piège magnétique : un
champ magnétique plus fort qui stoppe donc la boule.
La boule magnétique en bas à gauche, la boule en verre à lancer en haut à droite
On place ensuite la boule magnétique à environ 2
cm du début de la rampe. Il n'est pas nécessaire de la faire rouler car
les champs magnétiques des aimants distribués sur la rampe l'attirent en
direction de l'autre extrémité de la rampe. Le fort champ magnétique du
piège situé à la fin de la rampe arrête la boule.
On
place la boule en verre juste avant l'aimant final sur la rampe pour
que la boule magnétique la frappe avec sa vitesse maximale. Pendant que
la boule magnétique est stoppée par le piège magnétique, la boule en
verre est lancée.
Puits de potentiel gravitationnel. Sur l'axe y, la hauteur de la boule, correspondant à l'énergie potentielle.
Explication : Une boule qui roule dans un
creux rejoindra le point le plus profond. Ce creux est également appelé
"puits de potentiel". Ce terme peut être utilisé pour expliquer la
rampe de lancement magnétique.
Puits de potentiel des aimants et du rail (schématique).
Observons tout d'abord une rampe simplifiée avec
une seule paire magnétique. Cette paire magnétique forme avec les murs
du canal, qui dirige la bille, un puits de potentiel. La bille roule
vers le point le plus "profond". Ce dernier se trouve entre les deux
aimants de la rampe. Si nous laissons rouler la bille dans ce "puits",
elle fera des va-et-vient jusqu'à ce qu'elle s'arrête (à cause des
pertes par frottement et de très peu de radiation d'énergie
électromagnétique).
Si nous utilisons à la place de deux cubes
magnétiques deux barres magnétiques polarisées de façon transversale,
nous obtiendrons un puits de potentiel de forme allongée.
On peut également s'imaginer que la paire des
aimants longs est sciée en plusieurs paires courtes qui seront
rapprochées sans laisser d'espaces (dans les sens de la longueur). Cela
ne changera rien par rapport aux barres non sciées. Si nous espaçons
maintenant les paires magnétiques sciées, tout en les laissant alignées,
elles formeront toujours avec le canal un puits de potentiel
symétrique, mais les espaces entre les paires magnétiques le rendront
ondulé. Si les espaces entre ces vagues (les espaces entre les paires
magnétiques) ne sont pas trop importants, la bille fera également des
va-et-vient jusqu'à ce qu'elle s'arrête.
Dans le cas de la rampe de lancement, cette symétrie n'existe plus.
A
cause des "aimants d'arrêt" au bout de la rampe, le puits de potentiel
entier est déformé de façon asymétrique. Le point le plus profond du
puits se trouve maintenant entre les aimants d'arrêt. La bille tombe
dans ce point, c'est-à-dire, elle oscille dans le "puits final" jusqu'à
ce que son énergie de vitesse soit transformée en chaleur suite au
frottement. Dans la vidéo, ce mouvement oscillant se distingue très bien
par un bourdonnement.
L'on peut admirer l'expérience entière de façon plus détaillée sur
YouTube et
Google.
Sujet: rampe de lancement!fleur 
Sam 20 Oct 2012 - 20:31
