L'interazione di un magnete permanente rotante con il campo magnetico terrestre potrebbe spingere una barca attraverso l'acqua?


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Mi chiedo se l'interazione di un magnete permanente rotante con il campo magnetico terrestre produrrà una forza di propulsione abbastanza forte da spingere una barca giocattolo attraverso l'acqua. Questa forza propulsiva sarebbe più efficace quando la barca giocattolo viaggia verso nord e rimane su quella rotta.

Si prega di fare riferimento al disegno seguente. Un magnete permanente sarebbe fissato a una barra non metallica che è perpendicolare all'albero di un motore elettrico e all'altra estremità di questa barra sarebbe un contrappeso non metallico. Supponiamo che la barca giocattolo sia lunga 1 piede, il magnete sia un magnete al neodimio cubo N52 da 0,5 pollici, il motore gira a 3000 giri / min e la barca si trova in una piscina coperta.

Il concetto di base è che quando il magnete viene ruotato dalla posizione di orientamento verso nord a fronte a sud (rotazione di 180 gradi), il motore dovrà spingere il magnete attraverso il campo magnetico terrestre e la reazione a ciò è che la barca giocattolo sarà spinto attraverso l'acqua. Poiché il magnete viene ruotato dalla posizione di orientamento verso sud a nord verso orientamento (rotazione di 180 gradi), il motore non dovrà spingere il magnete attraverso il campo magnetico terrestre. Quindi, durante ogni rotazione completa / 360 gradi dell'albero del motore, l'interazione del magnete con il campo magnetico terrestre dovrebbe creare un effetto di ruota a pale che dovrebbe spingere in avanti la barca giocattolo.

Questo effetto magnetico della ruota a pale potrebbe spingere questa barca attraverso l'acqua?

Inoltre, mi chiedo se la velocità di rotazione del motore abbia un effetto diretto sulla quantità di forza di propulsione generata. Ad esempio, il motore avrà più difficoltà a spingere il magnete attraverso il campo magnetico terrestre quando gira a 3000 rpm rispetto alla rotazione a soli 500 rpm?

MODIFICARE

Ho dovuto inserire un disegno rivisto perché il disegno originale aveva il magnete posizionato con l'orientamento errato. Aggiunto anche testo per aiutare a trasmettere il concetto.

inserisci qui la descrizione dell'immagine


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La forza non sarà opposta quando il magnete è in alto?
Solar Mike

@Solar Mike, il modo in cui lo vedo è che il campo magnetico terrestre attirerà il magnete verso il polo sud magnetico quando è in alto e la stessa cosa accadrà quando il magnete si trova in basso. L'effetto complessivo dovrebbe essere che la barca viene tirata / spinta verso il polo sud magnetico della Terra.

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Sei pericolosamente vicino ad aspettarti un moto perpetuo. Il magnete interagisce con il campo terrestre in tutti gli orientamenti, non solo in "alto e basso". Non è possibile estrarre più energia dal campo di quanto si debba
ricollocare

Perché ogni motore elettrico non dovrebbe ricevere una spinta dalla terra?
Joojaa,

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Il campo magnetico terrestre viene utilizzato per applicare una coppia ad alcuni satelliti: en.wikipedia.org/wiki/Magnetorquer
Adam

Risposte:


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Come sa chiunque abbia usato una bussola, il campo magnetico terrestre esercita una forza sugli oggetti magnetici. In teoria questa forza potrebbe essere sfruttata per fare il lavoro, ma in pratica è troppo piccola per essere una preoccupazione.

Ad esempio, un filo lungo 1 metro che trasporta 1 amp di corrente in posizione perpendicolare al campo magnetico terrestre sarà soggetto a circa 0,0001 Newton di forza. Questo non sarà sufficiente per superare l'attrito e tanto meno aumentare la velocità. Per fare un confronto, far cadere una graffetta dal lato di un tavolo esercita una forza 100 volte maggiore.

Per quanto riguarda la tua "ruota a pale": il magnete si trova sempre nel campo terrestre ed è l'equivalente di una ruota a pale completamente immersa nell'acqua. Ciò significa che la forza esercitata sul magnete rotante seguirà un tipico schema sinusoidale, con conseguente lavoro a zero netto. Faresti meglio a lasciare il magnete stazionario, ma non aspettarti che la tua barca si sposti di una distanza notevole se non vedi tutti gli oggetti di ferro nel mondo che volano verso i poli.


beh non del tutto, il magnete non ha carica poiché il magnete permanente ha una carica sia positiva che negativa, quindi mentre può orientarsi facilmente non può essere usato per generare energia. Il magnete deve trovarsi in un'area in cui il campo inizia a cambiare bruscamente in modo che le estremità non subiscano la stessa forza.
joojaa,

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Non potere, forza, scusa.
joojaa,

@joojaa to nitpick, qualsiasi cambiamento di intensità di campo funzionerà, sebbene muovendo il magnete più lentamente del famoso esperimento di caduta del pitchblende :-)
Carl Witthoft,

@CarlWitthoft ma offcourse, solo che il campo magnetico terrestre è localmente costante. È meglio rendere l'albero leggermente inclinato e usarlo come elica. ;)
joojaa,
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