Confronto sul magnetismo

salve, seguo il forum da tanto ed oggi vorrei intervenire per liberarmi da un dubbio..

si è molto parlato di questi motori magnetici e si è detto fino alla nausea che questi non hanno ragione di funzionare perchè essenzialmente un sistema statico composto solo da magneti tende all'equilibrio, che due magneti che si respingono non utilizzano altro se non l'energia spesa per avvicinarli e così via sino a dire che se prendo due magneti e li "faccio lavorare" in cicli di repulsione/attrazione questi "si scaricano" producendo calore (ovviamente dopo tantissimi cicli)...ora quest' ultimo punto non mi è chiaro al 100%, mi spiego

immaginate un ipotetico proiettile magnetico permanente sparato ad altissima velocità contro una parete magnetica avente il punto d'impatto con polarità uguale a quella della punta del proiettile;
cosa succede? chiaro, il proiettile viene respinto e se la parete ha un campo magnetico molto potente il proiettile non la tocca neanche, ma a questo punto, il priettile ovviamente, nel momento della detonazione ha accumulato un'elevatissima potenza cinetica e non capisco come questa si sia potuta scaricare semplicemente trasformandosi in un pò di calore ?!?!? chi sa dirmi come sia possibile ?
un proiettile normale al momento dell'impatto trasformerebbe l'energia cinetica in calore, onde sonore e via dicendo scaricando magari una parte di energia anche alle eventuali schegge di muro e proiettile stesso, tutte situazioni che nel primo caso non accadono...come mai?

..nessuno avanza ipotesi ? forza ragazzi, scendiamo nel particolare, è considerando casi limiti che forse si riesce a cavar qualcosa..
ci sono ancora molte cose che non conosciamo, non limitiamoci a dire "non è possibile".

[TrigunXX]

Secondo me un proiettile non si fermerà mai davanti ad un muro magnetico...lo trapassa perchè ha troppa velocità anche per il campo magnetico!! E se tu mi dici che il muro che gli sta di fronte è ipoteticamnete immenso allora lo dovrà essere anche il proiettile....
questo è quello che penso io

[zakplus]

CITAZIONE (TrigunXX @ 10/5/2006, 15:18)

E se tu mi dici che il muro che gli sta di fronte è ipoteticamnete immenso allora lo dovrà essere anche il proiettile....

Perche dici questo? Non ho capito, il "proiettile" al limite potrebbe anche essere una semplice calamita lanciata a mano (tralasciando il fatto che dovrebbe avvicinarsi al muro in opposizione di polarità...), non sarebbe proprio un proiettile immenso...

CITAZIONE

Secondo me un proiettile non si fermerà mai davanti ad un muro magnetico...lo trapassa perchè ha troppa velocità anche per il campo magnetico!! E se tu mi dici che il muro che gli sta di fronte è ipoteticamnete immenso allora lo dovrà essere anche il proiettile....

ok, non soffermiamoci sui particolari, era un esempio, anche se comunque non è vero che non si fermerà mai, dipende dalle forze in gioco..

in realtà il punto è un altro, lasciamo perdere per un attimo il proiettile ed il muro, e utilizziamo come esempio un corpo in caduta libera da una certa altezza tenendo presente che il lato del corpo in caduta e la superfice su cui impatterà il corpo stesso siano magnetiche e di senso uguale.
Ora teoricamente è possibile calibrare il tutto (peso del corpo, altezza, intensità di campo magnetico delle superfici e via dicendo..) in modo che il corpo,una volta lasciato cadere e raggiunta la superfice, venga fermato (chessò, a 1 cm dalla superfice) dalla contrapposizione dei due campi magnetici (lato del corpo e superfice) senza alcun contatto..mi chiedo cosa avviene in questo caso ? se non ci fosse nessun campo magnetico in gioco il solido impatterebbe sulla superfice generando vibrazioni, onde sonore,calore..nel nostro caso ? da dove viene fuori l'energia che ammortizza l'urto ? dove si scarica la spinta inerziale ? se si genera calore, questo dove è rilevabile ?

[zakplus]

Parte dell'energia (ma una quantita assolutamente irrisoria secondo me) si trasforma in calore per compressione del terreno sul quale viene appoggiata la superficie magnetica.
Il resto... BOH! Non ho la competenza per fare un'analisi plausibile... ci vorrebbe un fisico con i contro... in materia di magnetismo.

[ElettroRik]

CITAZIONE (ska- @ 10/5/2006, 10:40)

salve, seguo il forum da tanto ed oggi vorrei intervenire per liberarmi da un dubbio..

si è molto parlato di questi motori magnetici e si è detto fino alla nausea che questi non hanno ragione di funzionare perchè essenzialmente un sistema statico composto solo da magneti tende all'equilibrio, che due magneti che si respingono non utilizzano altro se non l'energia spesa per avvicinarli e così via sino a dire che se prendo due magneti e li "faccio lavorare" in cicli di repulsione/attrazione questi "si scaricano" producendo calore (ovviamente dopo tantissimi cicli)...ora quest' ultimo punto non mi è chiaro al 100%, mi spiego

immaginate un ipotetico proiettile magnetico permanente sparato ad altissima velocità contro una parete magnetica avente il punto d'impatto con polarità uguale a quella della punta del proiettile;
cosa succede? chiaro, il proiettile viene respinto e se la parete ha un campo magnetico molto potente il proiettile non la tocca neanche, ma a questo punto, il priettile ovviamente, nel momento della detonazione ha accumulato un'elevatissima potenza cinetica e non capisco come questa si sia potuta scaricare semplicemente trasformandosi in un pò di calore ?!?!? chi sa dirmi come sia possibile ?
un proiettile normale al momento dell'impatto trasformerebbe l'energia cinetica in calore, onde sonore e via dicendo scaricando magari una parte di energia anche alle eventuali schegge di muro e proiettile stesso, tutte situazioni che nel primo caso non accadono...come mai?

Dalla forza che applichi per vincere il campo statico ottieni calore all'interno del magnete permanente.

Il campo esterno che perturba quello del magnete permanente va a modificare l'orientamento degli atomi nei domini di Weiss e quindi le loro orbite elettroniche, con la conseguenza che essi accumulano 'agitazione' termica.

Se la temp. ragiunge o supera quella di Curie, puoi salutare il magnete permanente. Ecco perchè molti motori magnetici scaldano durante il funzionamento, e non solo i loro avvolgimenti, ma anche i magneti fissi scaldano.
Se invece dai loro il tempo di dissipare il calore accumulato, li ritrovi come nuovi.

CITAZIONE

immaginate un ipotetico proiettile magnetico permanente sparato ad altissima velocità contro una parete magnetica avente il punto d'impatto con polarità uguale a quella della punta del proiettile;
cosa succede? chiaro, il proiettile viene respinto e se la parete ha un campo magnetico molto potente il proiettile non la tocca neanche, ma a questo punto, il priettile ovviamente, nel momento della detonazione ha accumulato un'elevatissima potenza cinetica e non capisco come questa si sia potuta scaricare semplicemente trasformandosi in un pò di calore ?!?!? chi sa dirmi come sia possibile ?
un proiettile normale al momento dell'impatto trasformerebbe l'energia cinetica in calore, onde sonore e via dicendo scaricando magari una parte di energia anche alle eventuali schegge di muro e proiettile stesso, tutte situazioni che nel primo caso non accadono...come mai?

Ok, allora, rendiamo la cosa piu' reale. Realizziamo un Gauss Cannon (Rail Gun, o penetratore cinetico) costruito di modo da accelerare un proiettile magnetizzato opportunamente ad una velocita' superiore a quella dei convenzionali proiettili balistici. Siccome sappiamo che E= 1/2 m v^2 capiamo che l'aumentare della velocita' v incrementa l'energia cinetica molto di piu' dell'aumento della massa. Abbiamo il nostro bel proiettile che viaggia con energia cinetica E, che man mano viene frenato dagli attriti. Trascurando gli attriti, immaginiamo due scenari:

1) Scenario uno: lo spariamo contro la nostra automobile. E' probabile che il proiettile buchi da parte a parte l'automobile, convertendo la sua energia cinetica e rendendo tale conversione palese quando andiamo a guardare come la lamiera della macchina si e' piegata.

2) Siccome sappiamo che la macchina costa tanto, cerchiamo di salvarla. Per far cio' applichiamo uno 'scudo magnetico' (oddio sembriamo su un qualche film ipertecnologico). In pratica, conoscendo a priori la polarita' della punta del proiettile, possiamo usare un campo magnetico opposto per fermare il proiettile. Inq uesto caso il proiettile viaggia ad una velocita' v ed e' facile calcolare dove questi si fermera' considerando che il campo magnetico imprime al proiettile una decelerazione che ne dissipa man mano l'energia cinetica (come negli ammortizzatori idraulici). Ad un certo punto il proiettile si ferma. Per un istante quel proiettile resta immobile, essendo ormai esaurita la sua energia cinetica. Questa infatti si e' convertita in Energia potenziale in quanto il proiettile si e' avvicinato al campo piu' di quanto avrebbe potuto normalmente fare. Il campo respinge il proiettile, essendo questo sottoposto ad un vettore di accelerazione opposto, rispedendolo cosi' al mittente (ovviamente se il moto e' unidimensionale).

Visti i due scenari, capiamo che mentre nel primo caso l'energia cinetica del proiettile si scarica deformando la lamiera della macchina, nel secondo caso tale energia si trasforma in potenziale, e poi di nuovo in cinetica. Se a questo punto intrappolassimo il proiettile fra due campi magnetici, otterremmo una specie di pendolo che fa avanti ed indietro. Quindi nessuna conversione di calore, in assenza di attriti, nel secondo caso.

[Primitivo]

CITAZIONE

sappiamo che E= 1/2 m v^2

mi spieghi questa cosa ? ...perchè metà massa ?

Dunque... guarda questo link:

My Webpage

La formula:



restituisce l'energia cinetica di un corpo. Un corpo possiede diciamo una certa energia cinetica quando e' in movimento. Se invece tieni un secchio d'acqua ad un metro di altezza e non lo lasci cadere, questo avra' una certa energia potenziale. Se lasci andare il secchio l'energia potenziale si trasforma in cinetica, e quando il secchio urta per terra quell'energia cinetica si riconverte in qual'cos'altro (ad esempio l'energia che serve ad ammaccare il secchio, o comunque da' luogo ad un qualche effetto visibile).

Quella formula spiega anche perche' un'auto di 1000 chili che viaggia a 10 km/h ed una che viaggia a 20 km/h subisce danni molto diversi in caso di urto. Infatti la massa influisce sull'energia cinetica in modo proporzionale, mentre la velocita' in modo quadratico. Torniamo al nostro cannone. Un cannone balistico convenzionale spara un proiettile di un chilo a 900 m/s, un cannone magnetico spara un proiettile di 0,5 chili a 2000 m/s.
Il primo proiettile avra' Ec= 405000 J che e' molto inferiore rispetto a quella del secondo cannone, ben Ec=1000000 J nonostante il proiettile pesi meno. Infatti si parla di PEC, penetratori ad energia cinetica. Capisci anche perche' si usano proiettili all'uranio esaurito. Piu' massa piu' energia cinetica. Purtroppo nei cannoni convenzionali aumentare la velocita' e' quasi impossibile per via della velocita' stessa con cui si propaga il gas al momento dell'esplosione della carica che spinge il proiettile. Invece con un campo magnetico la cosa cambia...

[Primitivo]

Per tornare al titolo della discussione direi che per aggirare il punto di equilibrio servirebbe chiedere agli elettroni come fanno a mantenere l'orbita !

Hellblow, già che ci sei ...visto che mi sembri preparato, mi sai dire che cosa impedisce all'elettrone di collidere col nucleo ? ....non mi è chiaro sto fatto ">

Ciao..

Quando si parla di particelle, purtroppo, avvengono cose apparentemente in discrepanza con la realta'. Nel mondo macroscopico non siamo abituati a tirare un pallone da calcio e vederlo sparire per poi riapparire in un altro punto, ad esempio, mentre se quel pallone fosse un elettrone, quanto detto sopra potrebbe anche verificarsi. Dal mondo macroscopico delle leggi fisiche si passa al mondo microscopico delle probabilita'. In effetti l'uomo usa la probabilita' quando non sa ben spiegare un certo fenomeno fisico, perche' ne disconosce molte leggi. Si affida allora all'osservazione e tenta di tirar fuori funzioni matematiche che diano stime. Per essere piu' chiaro, un famoso principio, l'indeterminazione di Heisemberg, dice che non e' possibile conoscere posizione e velocita' di una particella nello stesso istante. L'uomo ricorre allora a funzioni probabilistiche che danno percentuali di probabilita' che una particella (elettrone) si trovi in una certa posizione.
Andiamo all'elettrone. Un corpo sottoposto ad un moto rotatorio risente di una forza detta centrifuga. Il corpo tende a sfuggire seguendo una traiettoria tangente alla traiettoria seguita, a meno che non esista una forza vincolante che lo costringa a variare la direzione rettilinea che questo tende a seguire e curvarla rendendola circolare. Un esempio e' un laccio legato ad una pietra. Se facciamo girare la pietra, e questa si libera dal 'vincolo', la vedremo schizzare via con una certa velocita'. Per l'elettrone si puo' pensare qualcosa di simile, ovvero la particella gira intorno all'atomo perche' ha una certa energia e resta vincolata dalla forza di attrazione dovuta al campo elettrico.
Pero' sappiamo che esistono gli attriti, e quindi l'elettrone dovrebbe cadere alla fine nel protone. Qualcuno ipotizzo' l'esistenza di particolari 'percorsi' che l'elettrone puo' seguire (orbitale) senza pero' perdere energia. In quelle condizioni l'elettrone potrebbe girare indefinitamente intorno al protone (moto perpetuo? ) e formare un atomo stabile.
In realta' il discorso e' parecchio piu' complesso, e sebbene l'esistenza di queste orbite sia confermata ad esempio dalla spettrometria, dato che questa ad ogni riga spettrale di emissione associa una ben precisa distanza dal nucleo per l'elettrone eccitato, qualcuno propone teorie alternative (a volte interessanti). Fra l'altro queste orbite, che prendono il nome di orbitali in effetti, hanno forma alquanto strane (potete vederle qui http://www.falstad.com/qmatom/)
Una trattazione piu' efficace richiederebbe l'uso di formule con operatori matematici quali integrali e derivate, pero' possiamo immaginare la traiettoria dell'elettrone come un certo spazio dove esiste una probabilita' P, associata ad ogni punto di questo volume, che l'elettrone stia li.

Invece nel mondo macroscopico abbiamo a che fare con gli attriti. Sembra infatti che sistemi come quello dell'atomo siano irrealizzabili. Ad esempio il sistema solare e' un esempio di 'emulazione' dell'atomo. Tuttavia gli attriti gravitazionali fanno si che i pianeti tendano a rllentare il loro moto con il passare del tempo. Fortunatamente le masse in gioco sono talmente grandi da divenire 'lente da rallentare' (gioco di parole ).

Un saluto ^^

Edited by Hellblow - 17/5/2006, 10:32

[kalos66]

CITAZIONE (Hellblow @ 17/5/2006, 10:21)

Invece nel mondo macroscopico abbiamo a che fare con gli attriti. Sembra infatti che sistemi come quello dell'atomo siano irrealizzabili. Ad esempio il sistema solare e' un esempio di 'emulazione' dell'atomo. Tuttavia gli attriti gravitazionali fanno si che i pianeti tendano a rllentare il loro moto con il passare del tempo. Fortunatamente le masse in gioco sono talmente grandi da divenire 'lente da rallentare' (gioco di parole ).

Un saluto ^^

Un saluto a tutti .... qualche spiegazione del fenomeno di minima energia è data in questo bellissimo libro :
"Da zero a infinito. La grande storia del nulla" di Barrow John D. , dove introduce agli aspetti più "strani" dell'universo , come l'equazioni di Einstein con il fattore "lambda" , l'energia di punto zero ( ZPE ) e altre cosette interessanti sempre mantenendo l'aspetto di un libro divulgativo .

Per sapere chi è 'autore :

http://it.wikipedia.org/wiki/John_D._Barrow

Uh aggiungo qualcosa per ricollegarmi a quanto la velocita' possa influire (molto piu' della massa, ma MOLTO di piu') sull'energia cinetica. Questa foto rappresenta un acceleratore magnetico realizzato nei laboratori SANDIA, di cui vi riporto il link con relativa paginetta...



http://www.powerlabs.org/railgun.htm




E' vistoso l'effetto termico dell'impatto che fa quasi paura se si considera che si tratta di una semplice massa in metallo proiettata da un campo elettromagnetico. Le applicazioni sono vaste, dallo studio sugli urti ad alta velocita' fino al settore militare, e persino lanciatori di satelliti.

Edited by Hellblow - 17/5/2006, 11:55

ciao primitivo:

le ultime ricerche della scienza avanguardista guardano allo zpf come fonte dell'energia eterna che tiene in orbitale gli elettroni.

detta energia deriva proprio dal principio di heisemberg ed e' infinita x definizione stessa

ovviamente la lenta e macchinosa ricerca accademica riterra' queste ipotesi degne di loro tra 20 anni come al solito ma fisici di avanguardia portano avanti da anni questi lavori

cerca:

Dr. Harold Puthoff

Dr. Bernard Haisch

Dr. Tomas Valone.


PS..bello il cannone gauss x le navi!!! ne sentivo parlare da anni, i macellai c'e' l'hanno fatta come al solito..

CITAZIONE

PS..bello il cannone gauss x le navi!!! ne sentivo parlare da anni, i macellai c'e' l'hanno fatta come al solito..

Gia' gia', perche' non sai del resto, ma non andiamo off topic. Invece pensa al lato positivo, se un colpo nemico becca la zona dove ci sono i proiettili (probabilmente EK, quindi uranio esaurito, o cariche HEAT esplosive come nei carri armati) almeno questi non scoppiano (a meno che siano HEAT "> ) e l'equipaggio si salva (a meno che l'uranio non si polverizzi, ma in questo caso tornano vivi comunque, creperanno dopo U_U). Ma quel che conta davvero e' la velocita' di uscita e la gittata, ed in questo al momento il Gauss sembra il top, specie se associato a tecnologie basate sulla spinta di gas (ET, ETP).
Vedremo...

pensa poi alla quanita' enorme di esplosivi di lancio che si risparmiano, tanto le navi son tutte nucleari ormai.

ma i dardi di che cosa sono di quello della nave? quello del link era + grosso il mio ">

ci deve x forza essere qualcosa di ferromagnetico, e penso la punta in tungsteno o uranio, passa qualche altro link se lo hai

dell'altro a cosa ti riferisci alle armi scalari russe e americane? nn credo che esista ancora qualcos'altro!

Bhe il sistema che e' mostrato nella figura e' quello usato nei carri armati per i proietti di tipo EK. Si tratta di un dardo vero e proprio in uranio impoverito. L'uranio e' molto pesante, e dall' equazione di energia cinetica si capisce che questo contribuisce sia a mantenere la traiettoria (e quindi aumentare la gittata) sia ad aumentare il danno. Fra l'altro, cosa che non tutti sanno, quando un penetratore in uranio urta contro un oggetto, oltre a forare praticamente qualsiasi tipo di corazza fino ad ora usata per i carri armati, brucia e si frammenta in tantissime piccole schegge. Ovviamente tutto questo materiale finisce nei polmoni dei soldati che stanno dentro il carro, se non sono morti per le ustioni. Un dardo da carro e' lungo anche 60 cm e di diametro di circa 3-4 cm. Le alette servono a stabilizzare il dardo. Infatti a differenza dei normali proietti balistici che adoperano il principio del 'giroscopio' per mantenere la traiettoria, i dardi delle armi EK vengono stabilizzati da queste alette. Insomma, se i soldati non crepano subito, crepano dopo...
Riguardo il ferromagnetico, no. Nei normali rail cannon non per forza il materiale deve essere ferromagnetico. Infatti il bussolotto del colpo potrebbe anche essere fatto in rame. Una volta che una corrente lo attraversa, si crea un campo magnetico che causa l'accelerazione dello stesso. Il punto chiave e' la conducibilita' e la bassa resistenza. Infatti in alcuni cannoni si tenta di usare azoto liquido per raffreddare i materiali conduttori e per far scivolare meglio il proiettile. Infatti gli attriti sono un fattore molto importante per questo tipo di cannoni.
In realta' il problema piu' grande e' l'alimentazione. Serve una grossa quantita' di energia per sparare un colpo. Si potrebbero usare batterie di grossi condensatori, ma servirebbe un certo tempo di ricarica e quindi questo limiterebbe molto il rateo di fuoco. Inoltre sempre questo problema limita l'uso di questa tecnologia solo ad armi di grosso calibro.

[Primitivo]

CITAZIONE

ciao primitivo:

le ultime ricerche della scienza avanguardista guardano allo zpf come fonte dell'energia eterna che tiene in orbitale gli elettroni.

detta energia deriva proprio dal principio di heisemberg ed e' infinita x definizione stessa

ovviamente la lenta e macchinosa ricerca accademica riterra' queste ipotesi degne di loro tra 20 anni come al solito ma fisici di avanguardia portano avanti da anni questi lavori

cerca:

Dr. Harold Puthoff

Dr. Bernard Haisch

Dr. Tomas Valone.

Grazie 100 ">

il mio difatti usava proprio un grossissimo banco di condensatori, facevo fatica ad alzarlo.

xo' mi era mai venuto in mente il rame, all'inizio ci sparavo le calamite al nd poi ho iniziato con dei veri e propri dardi, fatti con gli elettrodi in tungsteno dei tig modificati e il bussolotto in lamiera, si piantava nel cemento armato!

il rame giustamente ha meno resistenza e produce quindi un impulso + intenso

cmq erano bei giochini di infanzia! ne preferisco altri adesso!

PS credo che sai che alcuni proietti all'uranio li usavano caricati come nella fusione fredda, hai visto quelle foto dell'interno dei carri con le "ombre" delle persone (vaporizzate) in stile hiroshima?

hei HellBlow.. mi inchino alla tua conoscenza!!
Complimenti veramente...
La cosa bella è che non ti vanti della tua sapienza...
ringrazio che ci siano persone come te in questo forum...


(non sto scherzando.. "> )

Sugo mi fai arrossire, pero' il resto della combriccola e' molto piu' preparato di me. E poi ciascuno di noi ha il suo campo di appartenenza. Ci son robe di cui non ne capisco una cippa "> Comunque grazie mille tento solo di essere utile per quel che posso.

Invece per any...

CITAZIONE

cmq erano bei giochini di infanzia! ne preferisco altri adesso!

Se ti dicessi che...qualcuno vuole usare il Gauss come sistema di spinta per pastiglie di combustibile nucleare da far collidere ad altissima energia diresti che si tratta di giochini? Tutto dipende da come lo si usa. Un cellulare e' un simpatico giochino, una leggera modifica e diventa un detonatore, o resta un comodo sistema per rintracciare la gente, o lo si usa per i giochini in Java.
Tutto dipende dal modo con cui si usano le cose.

ghghghg "non e' la pistola che uccide ...sono io ! "