¿Es posible hacer levitar un tren de levitación magnética de juguete usando solo imanes permanentes mientras el tren permanezca en movimiento?

Estoy fascinado con los imanes, y específicamente con la idea de la levitación magnética. Recientemente compré un tren de levitación magnética de juguete de Levitron y he disfrutado encontrando el punto dulce perfecto en el que levita, y entiendo que el Levitron no viola el teorema de Earnshaw porque está en movimiento giratorio.

Me gustaría construir un tren de levitación magnética de juguete que no haga contacto con la vía ni con ningún riel guía, usando solo imanes permanentes y su fuerza repulsiva. Entiendo que si intento construir una vía plana sin rieles guía, los imanes no podrán levitar de manera estable y desviarán el vagón de tren hacia un lado o hacia el otro. Sin embargo, ¿qué pasa si construyo un canal, o una vía en forma de V, con el vagón de tren sentado dentro de la vía, y un fondo en forma de V correspondiente, con imanes repulsivos a lo largo de la vía, dentro de la V? Me doy cuenta de que no sería estable mientras está sentado, pero si el tren estuviera en movimiento, ¿eso le permitiría levitar de manera estable? En mi opinión, debería haber un punto óptimo en el que el movimiento del tren supere cualquier efecto de desviación lateral a medida que viaja por encima de los campos magnéticos de los imanes en la vía. mientras que la atracción de la gravedad sobre el vagón del tren hacia la V sería anulada por la fuerza de repulsión de los imanes. No he podido encontrar a nadie que haya probado este enfoque. Todos los trenes de levitación magnética de juguete que he visto han usado rieles guía o un superconductor. Mi instinto me dice que no es posible, pero quiero creer. :)

¿Es posible una configuración como esta? ¿Es posible superar la inestabilidad mediante un movimiento unidireccional?

Respuestas (2)

Lo que quiere investigar se llama matriz de Halbach . Aún necesitará un riel guía para el tren, pero se saldrá de la vía a velocidades muy bajas.

Consulte http://en.wikipedia.org/wiki/Inductrack para ver un ejemplo.

Estoy familiarizado con el concepto de una matriz de halbach. He leído sobre la prueba de concepto de maglev de Inductrac y creo que sería una alternativa maravillosa y de bajo mantenimiento a los trenes superconductores de maglev que se usan actualmente. Sin embargo, ¿sería capaz de traducir eso a una escala lo suficientemente pequeña como para emplearlo en un tren de juguete? Entiendo que las bobinas responden a un halbach generando su propio campo magnético cuando pasan sobre la matriz. ¿Cómo podría hacer esto en una escala tan pequeña?
Desde un punto de vista práctico, depende de lo pequeño que sea, pero sí. La matriz de Halbach es solo una disposición de imanes que enfoca el campo en un lado. Creo que puede encontrar kits preempaquetados en la web para hacer arreglos pequeños.
Tal vez podría tener imanes en los rieles de guía que repelen los imanes en el tren también.

¿Quizás una pista en forma de U, o incluso una pista en forma de W, con imanes calibrados correctamente, obtendría el efecto que desea? ¿Entonces habría fuerza hacia arriba y fuerzas de equilibrio hacia el medio? Para "bloquear" totalmente el tren, como en un superconductor, también necesitaría una fuerza que baje, lo que no estoy seguro de que sea posible sin los rieles guía. Probablemente esperaría que el tren se saliera constantemente de la vía debido a la fuerza hacia arriba.

¿No contaría la gravedad como la fuerza hacia abajo? La idea de tener una pista en forma de V o un canal era específicamente para evitar que los imanes forzaran el automóvil hacia arriba y fuera de la pista. Lo que estoy tratando de averiguar es si hay un punto de equilibrio adecuado entre la fuerza ascendente de los imanes y la fuerza descendente de la gravedad (similar a un Levitron), con el movimiento de derivación de lado a lado controlado por el avance. impulso.
@DustinLovell Solo tendrías que construirlo con mucha precisión, lo cual es bastante difícil con imanes permanentes para ser honesto. De hecho, ahora que lo pienso, la pista en forma de au o en forma de w es casi lo mismo que tener barandas, simplemente las ha hecho una con la pista. Desafortunadamente, nunca obtendrá un efecto de "bloqueo cuántico" sin un superconductor.