Как построить магнитный пистолет
Обратите внимание на рамку, нависшую над каналом «ствола». С ее помощью мы попытались побороть трение: четыре мощных магнита подвешены над дорожкой на ниточках. Если захотите повторить наш опыт, учтите, что дерево не лучший вариант в плане трения качения. Оптимальный материал для изготовления дорожки — пластик, например короб для скрытой проводки. Металл по понятным причинам неуместен.
Этот опыт — что-то вроде физической загадки. В принципе его работы нет ничего сложного и загадочного. Однако происходящее выглядит настолько неожиданным и эффектным, что вводит даже сообразительных зрителей в замешательство. Положите на стол две линейки так, чтобы между ними образовалась дорожка. Ширина дорожки должна быть такой, чтобы по ней мог прямо катиться металлический шарик. Положите на дорожку магнит и прицепите к нему с одной стороны несколько шариков.
Количество магнитов и шариков — это обширное поле для экспериментов. С одной стороны, чем больше магнитов, тем больше их совместное притяжение, а значит, и импульс, передаваемый снаряду. Большее количество шариков удаляет снаряд от магнитов, тем самым уменьшая энергию, необходимую для отрыва снаряда от конструкции. Однако с увеличением количества элементов растет масса и инертность установки, увеличивается сила трения. Так что в итоге более легкая конструкция может разогнать снаряд лучше, чем более мощная.
С другой стороны плавно подкатите к магниту еще один шарик. Как только он докатится до магнита, крайний шарик с другой стороны будет буквально отстрелен от конструкции с совершенно неожиданной скоростью. Откуда взялась энергия для такого залпа? Мало кто способен сразу ответить на этот вопрос.
Разгадка более чем проста. Первый шарик в колонне очень сильно притягивается к магниту. Следующий — уже слабее. Крайний шарик практически не притягивается, и, чтобы отделить его, требуется минимум энергии.
Мощные неодимовые магниты любого размера и формы сейчас свободно продаются в интернет-магазинах. Объясняется это тем, что любители «сэкономить за чужой счет» пытаются с их помощью остановить счетчики воды в квартирах, не повредив пломбу и сам прибор. Шарики можно раздобыть в автомагазине в составе крупного подшипника или в товарах для охоты — их продают в качестве снарядов для рогатки.
Шарик, который мы подкатываем к магниту сзади, попадая в поле притяжения, интенсивно разгоняется. Невооруженному глазу это почти незаметно, так как максимальное ускорение развивается на малом расстоянии от магнита. Импульс удара передается крайнему шарику, который, как мы выяснили, практически ничто не удерживает на месте.
