Snurra av magnetkulor

Herr Dr. Ucke, medförfattare till vårt populära projekt "Världens enklaste elektromotor", presenterar enkla snurror av magnetkulor. Detaljerna hittar ni i bifogad PDF till höger. Här publicerar vi en kraftigt förkortad rapport.

Om man sätter ihop 37 magnetkulor av typen K-06-C enligt bilden, bildar kulorna en lätt böjd yta med en hexagonal struktur. Om man placerar denna konstruktion med den välvda sidan nedåt på en glasyta, vilar den endast på den mittersta kulan och kan roteras mycket lätt.

Det kan vara lämpligt att trycka till kulorna lite extra i mitten med fingret, så att snurran får kontakt endast med den centrala kulan. Då blir friktionen mot glaset extremt låg.

Med ett sugrör kan man blåsa snurran i sidled och uppnå varvtal på över 10 000 varv per minut. Det är en imponerande rotationshastighet. Trots detta är centrifugalkraften fortfarande för låg för att magneterna ska dras isär.

Snurran rör sig något i sidled på en plan yta på grund av blåsningen. Det är därför fördelaktigt att utföra försöket på en tillräckligt plan konkav spegel (rak- eller kosmetikspegel). Det tar flera minuter innan snurran stannar helt. Exakt hur lång tid det tar beror mycket på underlaget och även på om det finns andra magneter i närheten. Om man belyser snurran snett uppifrån vänster och höger med punktformiga ljuskällor uppstår vackra ljusmönster (se bild). På en spegel fördubblas snurran dessutom visuellt.

Istället för den hexagonala grundstrukturen är även pentagonala, kvadratiska eller trigonala former möjliga. På bilden syns alla dessa former i sin minsta konfiguration. Kulan i mitten sticker ut betydligt mer än i den hexagonala formen, eftersom den i dessa former inte kan ligga i samma plan som de omgivande kulorna. Magnetkulorna är inte längre lika lätta att forma till dessa strukturer, eftersom de stöter bort varandra. Dessa grundformer är mindre lämpliga som snurror, eftersom de är svåra att snurra igång och har ett relativt litet tröghetsmoment.

I den vänstra delen av bilden har den femkantiga strukturen utökats till totalt 31 kulor; den står så att säga upp och ner.

Nedanför ser man denna snurra i rörelse (foto med 1/100 s). Eftersom tyngdpunkten för denna snurra ligger högre än hos den sexkantiga strukturen, är den något svårare att sätta i rotation och roterar instabilt vid låga varvtal. Med ett blås kan man dock få snurran att nå högre varvtal.