Giải đáp hiện tượng 'con quay lơ lửng'

"Con quay lơ lửng" là gì?

Trước tiên hãy tìm hiểu hiện tượng "con quay lơ lửng" là gì nhé ^^

Đây là một hiện tượng vật lý được phát hiện vào những năm 1970 bởi ông Roy M. Harrigan - một nhà phát minh người Mỹ sống tại bang Vermont. "Con quay lơ lửng" còn được gọi là spin-stabilized magnetic levitation hay đơn giản là levitation, là hiện tượng một nam châm quay (tốc độ quay thường ổn định, không quá nhanh hoặc quá chậm) lơ lửng trên một mảng nam châm khác dựa vào lực từ trường, như các bạn có thể thấy trong hình dưới đây.

Các giải thích vật lý

Như các bạn đã thấy ở hình trên, con quay cũng là một nam châm có 2 cực Bắc (N) Nam (S). Cực Bắc của con quay hướng xuống dưới. Phần đế nam châm thường ở dạng vòng với cực Bắc hướng lên trên sao cho cùng cực với con quay. Theo lý thuyết, 2 nam châm cùng cực sẽ đẩy nhau, đó là tại sao con quay lại lơ lửng ở phía trên.

Tuy nhiên, theo định lý Earnshaw, hệ nam châm hoặc chất thuận từ đứng yên không thể dùng để nâng và giữ vật thể (chống lại lực hấp dẫn của Trái Đất) ở trạng thái cân bằng bền. Nghĩa là, theo lý thuyết, khi con quay và đế nam châm có cùng cực sẽ tạo ra một lực đẩy mạnh khiến con quay bị văng ra xa và không thể ổn định được. Nhưng nếu con quay quay với một tốc độ nhất định, nó sẽ mất đi tính tĩnh; tốc độ quay đều biến nó thành một con quay hồi chuyển khiến lực từ trường của chính nó di chuyển chệch hướng với lực từ trường của đế nam châm (đường sức từ không bao giờ trùng nhau - như hình trên). Việc con quay quay quanh trục của nó và quanh đường sức từ của đế nam châm khiến con quay ổn định và lơ lửng trên không.

Tại sao phải để con quay trên một tấm chắn trước khi thực hiện "con quay lơ lửng"

Như bạn đã thấy ban đầu, trước khi thả con quay lơ lửng trên cao, người thực hiện phải để con quay trên một tấm chắn và phải để ngay chính giữa đế nam châm. Thường thì tấm chắn làm bằng thủy tinh hoặc gỗ, là chất cách điện. Tấm chắn có tác dụng ngăn cản dòng điện Fu-cô tác dụng lên con quay khi con quay còn đứng yên, dòng điện này sẽ làm con quay chịu lực đẩy và văng xa. Khi con quay đã quay với một tốc độ ổn định thì hiện tượng "con quay lơ lửng" mới xảy ra.

Các bạn đã phần nào hiểu được hiện tượng này chưa ^^ 

Nguồn: Wikipedia

Tổng hợp + Dịch: Nhật - Ohay TV