Titirez din magneți sferici

Domnul Dr. Ucke, coautorul proiectului nostru popular "Cel mai simplu electromotor din lume", prezintă giroscoape simple din bile magnetice. Detaliile le găsiți în PDF-ul alăturat. Aici publicăm un raport puternic prescurtat.

Dacă asamblați 37 de bile magnetice de tipul K-06-C ca în imagine, bilele formează o suprafață ușor curbată cu o structură hexagonală. Dacă așezați această structură cu partea convexă în jos pe o suprafață de sticlă, se sprijină doar pe bila din mijloc și se poate roti foarte ușor.

Eventual, se recomandă să apăsați suplimentar bilele puțin la mijloc cu degetul, astfel încât titirezul să aibă contact, pe cât posibil, doar cu bila centrală. Atunci frecarea pe sticlă este extrem de mică.

Cu un pai, titirezul poate fi suflat lateral și se pot atinge turații de până la peste 10 000 rotații pe minut. Aceasta este deja o turație destul de mare. Totuși, forța centrifugă este încă prea mică pentru a smulge magneții unul de lângă altul.

Titirezul deviază ușor lateral pe o suprafață plană din cauza suflării. De aceea, este avantajos să se efectueze experimentul pe o oglindă concavă suficient de plată (oglindă de ras/cosmetică). Are nevoie de câteva minute până când se liniștește din nou. Cât timp exact, depinde în mare măsură de suprafața de sprijin și, de asemenea, dacă se află alți magneți în apropiere. Dacă titirezul este iluminat oblic de sus din stânga și din dreapta cu surse de lumină punctiforme, apar modele luminoase frumoase (vezi imaginea). Pe o oglindă, titirezul chiar se dublează vizual.

În locul structurii de bază hexagonale, sunt posibile și forme pentagonale, pătrate sau trigonale. În imagine sunt vizibile toate aceste forme în configurația minimă. Bila din mijloc iese mult mai sus decât în forma hexagonală, deoarece la aceste forme nu poate sta în planul bilelor înconjurătoare. Bilele magnetice nu mai pot fi aduse foarte ușor în aceste forme, deoarece se resping reciproc. Aceste forme de bază sunt puțin potrivite ca titirez, deoarece se pornesc greu și au un moment de inerție relativ mic.

În imaginea din stânga, structura pentagonală este extinsă la un total de 31 de bile; ea stă, ca să spunem așa, cu susul în jos.

Jos se vede acest titirez în mișcare (fotografie cu 1/100 s). Deoarece centrul de greutate al acestui titirez este mai sus decât la structura hexagonală, este ceva mai greu de pus în rotație și rotește mai instabil la viteze mici. Suflând asupra lui, se poate însă ajunge și la viteze de rotație mai mari.