yego.me
💡 Stop wasting time. Read Youtube instead of watch. Download Chrome Extension

Левитация: несколько реальных способов


4m read
·Nov 3, 2024

Всем привет! Меня зовут Дмитрий Побединский. Я рад приветствовать вас на портале КРТИ, где нескучно и интересно можно узнать о науке и технологиях.

Представьте, как было бы здорово, если бы люди умели летать, становились бы лёгкими как пушинка и парили бы в воздухе, словно сказочный персонаж Питер Пэн. Эх, мечты, мечты… Такое, наверное, будет возможно только в далёком будущем, а может быть, нет.

Что такое левитация? Это состояние, в котором объект парит в пространстве без какой-либо механической поддержки. Есть огромное количество способов подвесить объект в воздухе, которые технически можно назвать левитацией. Ну, например, с помощью магии, но давайте пока не будем этим увлекаться.

Существуют и другие способы для достижения левитации, например, с помощью выталкивающей силы Архимеда. Если взять прозрачный газ тяжелее воздуха, то тогда лёгкие объекты будут плавать на его поверхности, как корабли плавают на поверхности воды.

Или, например, невесомость на орбите тоже в какой-то степени левитация. Существует левитация в звуковых стоящих волнах, которые всегда из себя представляют области сжатия и разряжения. Небольшие предметы могут зависать в областях разряжения, где плотность меньше. Но это достаточно шумный метод.

Есть и более интересные способы, основанные, например, на магнитах. Мы знаем, что они могут притягиваться друг к другу. Однако мы не можем повесить их на расстоянии, потому что такое положение неустойчивое. Но мы можем взять вместо верхнего магнита электромагнит и тогда выключать его, если нижний подлетел слишком близко, и включать обратный, если нижний опустился достаточно далеко.

Таким образом возникают колебания, и если очень точно отслеживать положение нижнего магнита с помощью датчиков, то эти колебания будут очень незаметными, и можно сказать, что возникает левитация. На этом принципе основаны маглевы — высокоскоростные поезда на магнитной подвеске, разгоняющие себя до бешеных скоростей.

Ну или левитирующие глобусы, продающиеся в любом сувенирном магазине. Но это всё цветочки, самое интересное впереди, ведь действительно существуют более простые и элегантные способы, чтобы парить в воздухе.

Для начала рассмотрим такой эффект. Что будет, если уронить магнит? Да ничего не будет! Но если он будет падать в медной трубе, то тогда это займёт достаточно много времени. Дело в том, что когда магнит падает, то и магнитное поле движется вместе с ним и меняет своё положение в трубе. Поэтому, по закону электромагнитной индукции, в ней возникает электрический ток, и она сама по себе становится электромагнитом.

Самое важное: по правилу Ленца полярность этого магнита противоположна падающему. Поэтому возникает сила отталкивания. По этим фундаментальным принципам этот эффект работает в любом направлении. Куда бы ни начал двигаться магнит, окружённый проводником, он всегда будет испытывать силу сопротивления.

Ну, сам виноват он, как Селебрити: чем крупнее звезда, тем больше фанатов мешает ему пройти куда бы то ни было. Но дело в том, что у проводника есть сопротивление, поэтому электрические токи затухают, и возникающая сила недостаточна для того, чтобы полностью остановить магнит.

Однако, если мы поднесём его к сверхпроводнику, у которого нулевое сопротивление, то тогда возникающая сила будет настолько велика, что она будет полностью гасить любое перемещение магнита. Тогда он просто зависает в воздухе и начинает левитировать.

На данный момент известны материалы, сверхпроводимость которых возникает только при очень низкой температуре. Но в будущем наверняка будут найдены материалы, у которых сопротивление нулевое и при комнатной температуре. И вы только представьте: возможно, недалёк тот момент, когда мы будем скользить по сверхпроводящим тротуарам на ховерборде всего лишь в нескольких сантиметрах от земли.

Ну да, это всё круто, но может ли человек левитировать сам по себе? Технически — да! Для этого он должен оказаться в очень сильном магнитном поле. Дело в том, что практически все вещества хоть как-то, но взаимодействуют с магнитным полем, и по типу взаимодействия их делят на три группы.

Ферромагнетики — они очень хорошо намагничиваются и сильно притягиваются к постоянным магнитам. Парамагнетики — они очень плохо намагничиваются и слабо притягиваются. И диамагнетики — они намагничиваются противоположно внешнему магнитному полю и поэтому отталкиваются от него.

Самое главное — вода, из которой мы состоим на 60%, является диамагнетиком и слабо, но выталкивает нас из магнитного поля. И это справедливо, в целом, для любых живых существ и подтверждается опытами с левитирующими лягушками, кузнечиками, мышами.

Но у левитации есть одна проблема. Если человек окажется подвешенным в воздухе, то он не сможет управлять полётом, ведь для того чтобы перемещаться, ему необходимо от чего-то отталкиваться, ну или использовать реактивную тягу. А иначе он будет просто барахтаться в воздухе и никуда не сможет сдвинуться.

Но я думаю, эту проблему можно быстро решить. А на этом всё! Ставьте лайки, подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропустить новое видео. Мечтайте о левитации и спасибо за просмотр!

More Articles

View All
Charlie Munger: The Real Estate Crash of a GENERATION
Billionaire investor Charlie Munger just issued a dire warning about what’s ahead for the U.S. real estate market, and unlike most people who issue these types of predictions, Munger actually knows a thing or two about the topic. Before he rose to fame as…
Wires, cables, and WiFi | Internet 101 | Computer Science | Khan Academy
My name is Tess Winlock. I’m a software engineer at Google. Here’s a question: how does a picture, text message, or email get sent from one device to another? It isn’t magic; it’s the internet, a tangible physical system that was made to move information.…
Distance or arc length from angular displacement | AP Physics 1 | Khan Academy
We’re going to do in this video is try to draw connections between angular displacement and notions of arc length or distance traveled. So, right over here, let’s imagine I have some type of a tennis ball or something, and it is tethered with a rope to s…
Interpreting direction of motion from position-time graph | AP Calculus AB | Khan Academy
An object is moving along a line. The following graph gives the object’s position relative to its starting point over time. For each point on the graph, is the object moving forward, backward, or neither? So pause this video and try to figure that out. A…
The Truth About Quitting My Job and Starting a Business...
Hey guys and welcome back to the channel! So, in this video, I wanted to go deep and discuss exactly how I was able to quit the rat race and start working for myself full time. I know a majority of people out there are aiming to achieve this; most people …
Is All Fair In Love And War?
Hey, Vsauce. Michael here. Love and war are exactly alike. It is lawful to use tricks and slights to obtain a desired end. But is all fair in love and war? That’s a good question; let’s pencil it in for this episode. Of course, pencil is not permanent. It…