1 kafuka 2017/02/21 (火) 19:40:10 ID:Utjkuz.Osc [修正] [削除]
以下の動画の7分ぐらいの所の磁石の実験結果が不思議です。
http://www.nhk.or.jp/rika/karasu/?das_id=D0005110319_00000

答は、2の「いきおいよくはなれる」なんですが、(ぶつける玉よりずっと速い)
理由がさっぱりわかりません。
嫁さんに訊かれて、困ってしまいました。
(始めと終わりで、運動エネルギーが合わないように見える ←差はどこから???

実験の説明:
鉄の玉を使った問題です。木のレールの上に鉄の玉がならんでいます。
一つをはなして、玉の列にぶつけます。すると玉が一つ、はなれていきます。
ここで、磁石(じしゃく)の玉を使います。
磁石の玉を列の左はしにおいて、右から鉄の玉をぶつけます。
すると、ぶつけた玉がとまって、磁石の玉は動きません。
ここで問題。磁石の玉を今度は右はしにおきます。
そして、玉を一つ、磁石のがわからぶつけます。すると反対がわの鉄の玉はどうなるのでしょう。
1.動かない。
2.いきおいよくはなれる。
3.ゆっくりとはなれ、もどってくる。
(答えの説明は、ありません)
2 hirota 2017/02/21 (火) 21:05:41 ID:mxZWPl0EEs [修正] [削除]
並んだ玉の間には縮めたバネが挟んであると考える。
3 ghsobo 2017/02/21 (火) 21:47:30 ID:o31aFqxxYw 修正アリ: 02/22 (水) 10:15 [修正] [削除]
●が磁石です
よく見ると
1    ○○○○●    ←○鉄玉A 
2    ○○○○●    ○
3    ○○○○●   ○ここで鉄玉Aは磁石に感じ始め、加速。
4     ○○○○● ○ 
5     ○○○○●○
6    ○ ○○○●○ 一番左の1個の鉄玉と磁石をふくむ5個の鉄玉と反発。
7 ○    ○○○●○
のように見えます。

磁石から遠いほど磁力が弱いから一番左の鉄玉が弾かれるのでは?

ただ気になるのは運動エネルギーが増えて見える?最初の運動エネルギーは鉄玉の
質量をmとすれば全エネルギーはほぼ1/2mv0^2なはずなのに?
4 甘泉法師 2017/02/21 (火) 22:28:49 ID:ctwIRbLQLU [修正] [削除]
こんにちは。

運動エネルギーとポテンシャルエネルギー(磁石と鉄球たちの)の和が保存

すると考えてはどうでしょう。
5 ghsobo 2017/02/21 (火) 22:33:01 ID:o31aFqxxYw [修正] [削除]
>>4
つまり、ポテンシャルエネルギーは
○○○○●より○○○●○の方が小さいということですか。
6 甘泉法師 2017/02/21 (火) 22:38:51 ID:ctwIRbLQLU [修正] [削除]
こんにちは。

○○○○●  の ○○○● と

○○○●○  の ○○○● は同じポテンシャルエネルギーなのでこれら 〇〇〇 を取り去ったのこりは

〇___●  > ●〇。  距離が違うからです。
7 ghsobo 2017/02/22 (水) 06:37:18 ID:o31aFqxxYw [修正] [削除]
>>6
なるほどそうですね、ありがとうございました。
レールが鉄製のようなので○○○●○がすぐに止まりました。
8 kafuka 2017/02/22 (水) 09:59:36 ID:Utjkuz.Osc 修正アリ: 19:00 [修正] [削除]
皆様、ありがとうございました。

実験の説明を見ると、レールは木ですね。
>運動エネルギーとポテンシャルエネルギー(磁石と鉄球たちの)の和が保存
で、わかりました。

1    ○○○○●     距離L    ←○鉄玉A
     :
2    ○○○○●○   距離r≒玉の半径
で、
玉Aの始め:  1/2 mv0^2 + ポテンシャル(L)
玉Aがくっつく直前:  1/2 mv^2 + ポテンシャル(r)
なので、v >> v0 です。
この時点で運動量が保存し、左端の玉には、磁石の力は ほとんど及んでいないとすると、
このvが、左端の玉の速度となる
//
9 hirota 2017/02/22 (水) 12:16:15 ID:mxZWPl0EEs [修正] [削除]
磁石に着いてる玉は一時的に磁石となって吸い付いてる。
離れて半回転して逆向き磁石になると反発する。
10 kafuka 2017/02/22 (水) 14:19:14 ID:Utjkuz.Osc 修正アリ: 17:59 [修正] [削除]
>>9
>離れて半回転して逆向き磁石になると反発する
それで飛び去るというわけでしょうか?

鉄は強磁性体ですが、このケースの玉のように外に磁性が現れない場合、
内部は細かいバラバラな方向の磁区に分かれています。

それほど強くない磁場がかかった時は、磁極が誘発されますが、磁場がなくなると、
すぐに、ほとんど元に戻ります。
その時間差のため、発熱します。
でも、その時間差は、せいぜいmsのオーダだと思います。
https://www.nhk.or.jp/strl/publica/rd/rd160/pdf/P29-38.pdf

「離れて半回転」する時間〜0.1sのオーダでは、
玉において誘発される磁極の位置は、十分追いついているはずなので、
反発することはないと思います。
11 hirota 2017/02/22 (水) 15:33:19 ID:mxZWPl0EEs [修正] [削除]
叩くだけで永久磁化する場合もあるらしい。
http://akademeia.info/index.php?%BC%A7%C0%D0
の「叩いて弱い磁石を作ることもできる」
12 kafuka 2017/02/22 (水) 15:46:16 ID:Utjkuz.Osc 修正アリ: 20:00 [修正] [削除]
例えば、右からぶつける玉を、鉛の玉にした場合、
>>9 であれば、鉄の玉の時と同じように、左の鉄玉は飛び去り、
>>8 であれば、左の鉄玉は、鉛の玉の持つ速度とだいたい同じ速度で離れて行くと思います。
(正確には、同じ運動量となる速度で)

玉のネオジム磁石を持っている方、実験して頂けないでしょうか?
(ぶつけるのは鉛玉でなくても、ビ−玉で良いです)

もし、>>9 が正しければ、一時的にできた磁極がなくなるのに0.1sくらいかかることになり、
50Hzや60Hzであってもヒステリシス曲線は かなり小さくなるはずで
これは、ヒステリシス損は、周波数によらないという常識に反します。
13 coJJyMAN 2017/02/23 (木) 00:07:12 ID:JYV.OZw18Y 修正アリ: 04:11 [修正] [削除]
>>3~>>8とおなじ説明ですが,YouTubeに解説ビデオがありましたのでどうぞ.
簡単!ガウス銃(ガウス加速器) 解説付き | Gauss Gun
https://youtu.be/xWHuPTOkAJk
14 kafuka 2017/02/24 (金) 17:28:16 ID:Utjkuz.Osc [修正] [削除]
左側と右側でポテンシャルが 非対称というのがミソのようです。
http://physicsdemo.org/mod/page/view.php?id=19

これと、ちょっと違いますが、鉄の玉が磁石のすぐそばを、くっつかない距離で通過する場合
猛烈に加速されると思いますが、
この場合は、ポテンシャルが対称なので、加速されても飛んで行かないはずです。
しかし、
磁石が尖った棒の場合、そのすぐ先を通過すると、軌道が変わってNとSの中間付近に入り込むので、
ポテンシャルが対称と言えなくなる(小さくなる)から
飛んで行くように思うのですが、どうでしょうか?





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