El Tren Que Levita

Objetivos

 Demostrar que los trenes pueden levitar gracias a las fuerzas magnéticas (MagLev).

 Conocer y analizar las fuerzas magnéticas.

 Demostrar que los polos iguales de los imanes se repelen.

Introducción:

Un tren de levitación magnética, o maglev, es un tren que está suspendido en el aire por encima de una vía, siendo propulsado hacia por medio de las fuerzas repulsivas y atractivas del magnetismo.

Este método tiene el potencial de ser rápido y silencioso en comparación con otros sistemas de transporte masivos con ruedas.

Para hacer funcionar se utilizan las fuerzas de repulsión de los imanes, ya sean las de dos polos iguales que sirven para hacer levitar el tren, o las de atracción, cuando los polos son distintos, que sirve para que el tren se mueva. El efecto de meissner” hace posible que el tren puede levitar, ya que consiste en la desaparición del flujo del campo magnético en el interior de un material súper conductor por debajo de su temperatura crítica que, en otras palabras, hace que la fricción del tren sea nula

Electrostática

Cuando hablamos de electrostática nos referimos a los fenómenos que ocurren debido a una propiedad intrínseca y discreta de la materia, la carga, cuando es estacionaria o no depende del tiempo. La unidad de carga elemental, es decir, la más pequeña observable, es la carga que tiene el electrón. Se dice que un cuerpo está cargado eléctricamente cuando tiene exceso o falta de electrones en los átomos que lo componen. Por definición el defecto de electrones se la denomina carga positiva y al exceso carga negativa.5 La relación entre los dos tipos de carga es de atracción cuando son diferentes y de repulsión cuando son iguales.

La carga elemental es una unidad muy pequeña para cálculos prácticos, es por eso que en el sistema internacional a la unidad de carga eléctrica, el culombio, se le define como la cantidad de carga de 6,25 x 1018 electrones.

Campo Eléctrico

El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.1 Se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:

En los modelos relativistas actuales, el campo eléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético Fμν.2

Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables

Levitación

Para que tenga lugar la levitación en presencia de un campo gravitatorio, es preciso que:

• una fuerza que contrarreste el peso del cuerpo (la fuerza de gravedad que actúa sobre el objeto que levita).

• para que se halle en suspensión estable, es necesaria una fuerza adicional que contrarreste cada pequeño desplazamiento del objeto en levitación.

Desde el punto de vista científico, la levitación se puede dar debido a los siguientes efectos:

• Levitación electrostática: para ello es necesario que el objeto que levita esté cargado eléctricamente, de modo que con un campo eléctrico adecuado se produzca una fuerza igual y opuesta a la de la gravedad. Este tipo de levitación es el que se da, por ejemplo, en el experimento clásico de la gota de aceite realizado por primera vez por Robert Millikan.

• Levitación magnética: en esta forma de levitación se pueden agrupar la debida a imanes (por ejemplo, dos imanes atravesados por un hilo, dispuestos de forma que se enfrenten polos iguales; esta versión es conocida también como pseudolevitación, ya que en realidad requiere de una ligadura adicional, como por ejemplo el hilo comentado), la debida a la superconductividad (concretamente por

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