Lenzsches Gesetz Wirbelstrom-Magnetbremsrohrlabor
Lassen Sie einen leistungsstarken Neodym-Magneten durch Kupfer-, Aluminium- und PVC-Rohre gleicher Länge fallen. Messen Sie jeden Tropfen mit einer Stoppuhr, um zu messen, wie indu...
Benötigte Materialien
- • Dickwandiges Kupferrohr (ca. 1 Meter lang, 3/4 Zoll Durchmesser) (1 Rohr)
- • Aluminiumrohr und PVC-Kunststoffrohr in passender Länge und Durchmesser (2 Rohre)
- • Starker zylindrischer Neodym-Magnet (passt lose in Rohre) (1 Einheit)
- • Nicht magnetischer Stahlrohling oder Marmor mit passender Masse (1 Einheit)
- • Digitale Stoppuhr und weiches Landekissen (1 Satz)
Tipps für Eltern
- → Kupfer ist nicht magnetisch, sodass ein Magnet nicht daran haften bleibt. Aber wenn man einen Magneten durch ein vertikales Kupferrohr fallen lässt, entsteht ein dramatischer Fall in Zeitlupe.
- → Wenn der Magnet fällt, induziert sein sich bewegendes Magnetfeld kreisförmige Wirbelströme in der Kupferwand.
- → Nach dem Lenzschen Gesetz erzeugen diese induzierten Ströme ein entgegengesetztes Magnetfeld, das wie eine unsichtbare Bremse wirkt und den Magneten langsam nach unten schweben lässt.
Sicherheitshinweise
Neodym-Magnete sind stark; Halten Sie sich von elektronischen Geräten, magnetischen Datenträgern und Kreditkarten fern.
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Schritt-für-Schritt-Anleitung
Schritt 1
Halten Sie ein 1 Meter langes PVC-Kunststoffrohr senkrecht über ein weiches Kissen, lassen Sie eine Stahlkugel fallen und messen Sie den Abstieg mit einer Stoppuhr (ca. 0,45 Sekunden).
⏱️ ~5 Min.Schritt 2
Lassen Sie einen starken zylindrischen Neodym-Magneten durch das PVC-Rohr fallen, um die Grundgeschwindigkeit der Schwerkraft im freien Fall zu ermitteln.
⏱️ ~10 Min.Schritt 3
Lassen Sie denselben Neodym-Magneten in ein 1 Meter dickes Kupferrohr fallen. Beobachten Sie, wie er in Zeitlupe nach unten schwebt und 4 bis 6 Sekunden braucht, um wieder herauszukommen.
⏱️ ~15 Min.Schritt 4
Wiederholen Sie den Vorgang mit einem Aluminiumrohr, um die elektrische Leitfähigkeit und Wirbelstrombremsfestigkeit von Aluminium mit denen von Kupfer zu vergleichen.
⏱️ ~15 Min.