Canhão de Gauss

Canhão de Gauss

Como é feito um Canhão de Gauss? O que é necessário para fazer um? Como é, e como isto funciona?

Neste artigo, vamos estudar canhão de Gauss e analisar alguns detalhes de sua construção.

Este é um experimento bastante simples. Trata-se de um acelerador magnético linear capaz de lançar um projétil. Ele é composto de um conjunto de ímãs e esferas ferro capazes de transferirem energia cinética de uns para os outros. Com uma série de ímãs, aceleramos uma bolinha metálica após colisões elásticas sucessivas. À cada colisão, a bolinha impulsionada é acelerada pelo campo magnético do imã seguinte. Assim, a última bolinha é lançada e apresenta alta velocidade.

O que está acontecendo aqui?

Em primeiro lugar, uma única esfera de aço é acionada em direção ao ímã a uma velocidade lenta, tal como mostrado no passo 1 abaixo.

Na etapa 2, a bola é atraída para o ímã mais e mais à medida que se aproxima a ele. Quanto mais próxima a bola fica, mais forte é a força de atração. Toda a força de atração na esfera de aço acelera a velocidades mais altas. F = ma.

Na etapa 3, a bola bate no ímã. Pow!

No passo 4, a energia a partir do primeiro ímã é transferido para a bola na extremidade oposta. Esta bola de aço oposta, então começa a se mover mais ou menos na mesma velocidade, menos perdas que ocorreram durante o impacto.

Esta transferência de energia é muito semelhante como o Pêndulo de Newton funciona. Com o Pêndulo de Newton não há ímãs, apenas esferas de aço. Uma é levantada, e deixou-se influenciar pelas esferas na parte inferior. A energia é transferida para a bola na extremidade oposta.

Com um multi-estágio de Gauss Gun, cada etapa segue os mesmos passos descritos acima. A diferença é que a bola rola a uma velocidade mais rápida inicial antes de se aproximar da fase seguinte.

O multi estágio Gauss Gun usa várias etapas sucessivas para atingir velocidades mais rápidas.

O projeto

Material necessário:

• 10 esferas metálicas (ferro ou aço), disponível em nossa loja;

• Um recipiente circular onde se possam posicionar as esferas formando um trilho (o mesmo deve ser de material não imantável – utilizamos uma tampa plástica de uso doméstico);
• 2 imãs esféricos de ϕ10mm, disponível em nosso site: Esferas de 10 mm

Construção:

Aqui posicionamos algumas esferas metálicas, como as utilizadas no experimento anterior, em uma tampa plástica que contém um “trilho” circular. Após estas peças, uma esfera imantada de ϕ10mm foi posicionada como demonstrado abaixo.

Tomamos uma das esferas metálicas para acionar o sistema.

Do ponto de vista da energia, a energia cinética do sistema tem aumentado, de modo que a energia potencial do sistema diminui na mesma proporção. A energia potencial está associada com o campo magnético.

No vídeo abaixo montamos como  realizamos algumas experiências para demonstrar este acelerador magnético com materiais encontradas em casa,

Foi muito bom compartilhar este assunto com vocês. Até a próxima!

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Estaremos à disposição para quaisquer dúvidas e para atendê-los prontamente!

 

Aline Assis

Equipe Polo Magnético

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