Els corrents de Foucault a cop d'ull: oscil·lació esmorteïda pels corrents de Foucault

Ciències 19 (2011) Expe iències didàc iques i eballs p àc ics 7 Els co en s de Foucaul a cop d’ull: oscil·lació esmo eïda pels co en s de Foucaul Ad ián Gi al, Cèlia Ma í, C is ina O iols, Nil P a (alumnes 2n Ba x.) i Julià Hinojosa  (p o esso ) Escola Pia de Sa ià-Calassanç En aques a p àc ica es ol e idencia l’exis ència dels co en s de Foucaul i com ac uen de o ma simple i con unden . Pe aconsegui -ho s’ha plani ica un expe imen que consis- eix únicamen a e oscil·la un iman , mi jançan una molla, a l'in e io d'un ub de cou e i obse a en quan de emps s'esmo eeix el mo imen . Pe mos a com es gene en i ac- uen aques s co en s sob e conduc o s elèc ics posa em en p àc ica els concep es expli- ca s a classe, conc e amen la Llei de Fa aday-Lenz. Pa aules clau: elec omagne isme, co en s de Foucaul , llei de Fa aday–Lo enz Una mica d’elec omagne isme Pe comença epassa em alguns concep es emp a s en l’expe imen . El model que ens ajuda a jus i ica el que succeeix en l’expe imen es ona- men a en les lleis de l’elec omagne isme i conc e- amen en la llei de Fa aday. El seu enuncia , ε = dΦ / d ens diu que la o ça elec omo iu ε, induïda en un ci cui anca en el si d’un camp magnè ic és di ec- amen p opo cional a la a iació del lux magnè ic, Φ espec e del emps , on Φ = B·S·cos α sen B el camp magnè ic, S la supe ície ancada pel ci cui i α l’angle en e el camp i la supe ície. D’al a banda, la llei de Lenz ens indica el sen i del co en induï que s’oposa à a la causa que el gene a (Me cadé i al., 2009). Du an el descens de l’iman dins del ub en la posició indicada a la ig. 1 el lux del camp magnè- ic augmen a a la egió p ope a al pol sud. Lla o s s’o igina en el ub un co en induï (co en de Fou- caul ) el sen i del qual s’oposa a l’inc emen del lux, de mane a que c ea un camp oposa al camp de l’iman , enan -li l’a anç. El ma eix passa amb la disminució del lux al pol No d, en que el mo imen oscil·la o i s’esmo eeixi i, pe an , a u i l’oscil·lació de la molla mol abans que quan oscil·la lliu emen o a del ub de cou e. Figu a 1. Esquema de la gene ació dels co en s de Foucaul (a) i de les o ces que ac uen sob e l’i- man (b) quan oscil·la dins del ub de cou e. ( on ) Ciències 19 (2011) Expe iències didàc iques i eballs p àc ics 8 La nos a expe iència Pe du a e me la p àc ica es necessi a el se- güen ma e ial: • Tub de cou e (o de qualse ol ma e ial conduc- o ) les dimensions del qual pe me in el mo i- men d’oscil·lació al seu in e io sense gai e ic- ció amb les pa e s • Iman (com més g an sigui el camp magnè ic que c eï, abans s’a u a à dins el ub) • Molla que pe me i l’oscil·lació de l’iman • Supo pe penja la molla Comencem l’expe imen enganxan l’iman amb adhesius a l’ex em de la molla. A con inuació sub- jec em la molla a un supo i seguidamen deixem oscil·la l’iman enganxa a la molla: p ime lliu e- men i desp és dins del ub de cou e, de mane a que no egui amb les pa e s quan oscil·la al seu in- e io ( ig. 2). A a només cal pa a una mica d’a en- ció pe obse a els esul a s. Figu a 2. De all del disposi iu expe imen al. A l’es- que a amb el ub de cou e i a la d e a sense ub. (Adjun em un ídeo de 2:08 minu s en el qual es mos a l’expe imen i es a e iden la di e ència de emps d’oscil·lació en e o es dues si uacions). In e p e ació dels esul a s En el p ime cas l’oscil·lació de l’iman iga de l’o d e dels minu s a a u a -se men e que en el se- gon cas l’a u ada es p odueix en cosa d’uns quan s segons, com es po eu e al ídeo esmen a . Mesu- an o s dos emps eiem que quan oscil·la dins del ub de cou e el emps d’oscil·lació de la molla es edueix no ò iamen . Com s’ha explica més amun , segons la llei de Fa aday-Lenz el mo imen de l’iman o igina en el ub dos un camps magnè ics induï s, que s’oposen a la a iació local del lux magnè ic. Aques s nous camps magnè ics gene a s pels co en s de Fou- caul ac uen ambdós en con a del mo imen de l’iman ins a ena -lo, jus i ican així la a iació del emps que iga a a u a -se segons que es pe me i o no la o mació dels co en s induï s. S’ha de eni en comp e que aques e ec e es p odueix an en el mo imen de baixada com en el de pujada. A all de conclusió En de ini i a, en aques a expe iència s’ha e i- dencia de o ma cla a i e aen l’exis ència dels co en s de Foucaul com a jus i icació de l’expe- iència. També s’ha mos a com ac uen esmo ein el mo imen d’un iman que oscil·la a l’in e io d’un ub conduc o , de o ma que edueix d às icamen el seu emps d’a u ada espec e de quan oscil·la lliu emen sense el ub. Això ens a pensa en pos- sibles aplicacions com a e. Re e ències Me cadé, J., Se a, S. i A mengol, M. (2009). Física 2 (2n de Ba xille a ), sè ie Flu ià, ISBN: 978-84- 481-7002-8. Yalosabes.com, weblog dedicado a emas de ec- nología y di ulgación cien í ica.