Wetenschapsforum

Ik vraag me af hoe de aantrekkingskracht van een magneet op een voorwerp afhangt van de massa van dat desbetreffende voorwerp.

Stel je hebt een electromagneet die volgens de opgegeven specificatie een trekkracht heeft van 20N, en ik hou een heel klein voorwerp bij die magneet, bijvoorbeeld een nietje. Wat is dan de houdkracht, die is dan veel kleiner als je de magneet op een groot stuk staal "plakt".

Ik heb inmiddels aardig wat boeken en sites gezien, maar kan hier het antwoord niet op vinden.

Ik ken de wet van coulomb, maar die gaat uit van 2 magnetische massa's. Ik denk dat ik adh de magnetische veldsterkte de en de specificaties van het aan te trekken voorwerp (volume/massa, magnetiseerbaarheid, ? ) daar een ook magnetische massa voor kunt bepalen, maar hoe dat moet blijft voor mij een raadsel.

Kan iemand mij een duw in de goede richting geven??

Een magneet wordt omgeven door een magneetveld.

Dit magneetveld kan je voorstellen door een aantal veldlijnen, die afhankelijk van het medium een bepaalde vorm hebben.

Voor het gemak nemen we als medium lucht, waarin je de veldlijnen kan voorstellen als een soort elipsvormige lussen.

Alhoewel het om lussen gaat (zonder begin en zonder eind) zou je bv. kunnen zeggen dat deze aan één van de polen vertrekken, een elipsvormige baan door de lucht beschrijven en aan de andere pool weer naar binnen gaan, om bij de eerste pool weer naar buiten te komen.

Deze lussen vullen als het ware een bolvormig volume rondom de magneet.

Hoe meer van deze veldlijnen per oppervlakteeenheid je hebt, hoe sterker het magnetisch veld.

Plaats je nu een stuk ijzer in de nabijheid van de magneet, dan gaan de veldlijnen een weg door dit metaal zoeken ipv lussen door de lucht te beschrijven. Dit omdat de weerstand voor veldlijnen door metaal veel kleiner is dan de weerstand door lucht. De veldlijnen zoeken dus de weg van de kleinste weerstand.

Er gaan dus veel veldlijnen door het metaal, veldlijnen die voorheen door het bolvormig volume lucht gingen.

Het metaal heeft echter een beperkte opp., dus de concentratie van veldlijnen per oppervlakte eenheid wordt groter.

Afhankelijk van de grootte van het stuk ijzer dat je bij de magneet geplaatst hebt gaan er meer of minder veldlijnen door dit ijzer. Dit om de simpele reden dat het ijzer op een bepaald ogenblik verzadigd is door veldlijnen. Vergelijk met een volle emmer water. Als je er nog water bijgiet, dan wordt de emmer niet voller.

Je kan nu begrijpen dat een groot stuk staal alle veldlijnen van die magneet kan geleiden, je ervaart de volle magnetische kracht als je met dit stuk staal in de nabijheid van de magneet komt.

Evenzo kan een nietje maar een beperkte hoeveelheid van de veldlijnen geleiden, de uitgeoefende kracht is veel kleiner, alhoewel het magneetveld ten volle aanwezig is. De veldlijnen die niet door het nietje kunnen moeten erlangs, door de lucht.