8/18/2019 Introducción levitron

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Introducción

El “Levitrón” es un juguete magnético que consiste en una pirinola que fota

libremente por encima de una base ormada por un imán. La pirinola

metálica de unos ! gramos de peso" con un imán en su interior" levita a

unos # cm de altura sobre un imán permanente. La peon$a gira duranteunos minutos %asta que la resistencia del aire %ace que su velocidad se

redu$ca por debajo de cierto valor cr&tico provocando que el trompo caiga

en la plataorma. 'o( )arrigan patentó este juguete en *+,#" pero ue

criticado por muc%os &sicos porque el teorema de Earns%a- *,/0 a1rma

que un campo magnético estático dipolar no puede %acer levitar de orma

estable un objeto. 2o logró comerciarli$arlo %asta *++#" cuando 3ill )ones

de la empresa 4ascinations descubrió su patente.

El giro de la pirinola la convierte en una especie de giroscopio ( tiene la

unción de mantenerla orientada en la dirección ( sentido correctos para

que sea repelida por el imán de la base. En ausencia de esta rotación la

peon$a se volcar&a" sometida al par de uer$as del campo magnético de la

base" ( caer&a atra&da por esta.

5esde otro punto de vista se puede considerar que el levitrón es un dipolo

magnético girando en un campo magnético con cierto momento angular6

que su momento dipolar magnético está orientado seg7n su eje de simetr&a

( que el gradiente del campo magnético compensa el campo gravitacional"

al proveer una uer$a sobre el dipolo en rotación6 pero además" la precesión

del dipolo permite establecer las condiciones para que el levitrón tenga

estabilidad ( se mantenga girando suspendido sobre la base.

La estabilidad es crucial en el levitrón. El sistema solo unciona en una

altura concreta" el equilibrio depende principalmente del peso ( del campo

magnético de la base. 'especto a la velocidad de rotación" e8iste un rango

estable6 uera de este rango" es completamente inestable ( vuelca. 9us

valores numéricos dependen de la magnitud del campo magnético ( de la

masa del trompo.

'esumen

El concepto de campo eléctrico como vector no ue apreciado entre los

primeros &sicos" de ellos uno de los más importantes ue :ic%el 4arada(

*;+* < *,=;0" quien pensó siempre en unción de l&neas de uer$a. Las

l&neas de uer$a siguen siendo una manera conveniente de representarse en

la mente la orma de los campos eléctricos. 9e las usa con este 1n" pero en

general no se las usa cuantitativamente.

El campo eléctrico se de1ne como la uer$a eléctrica por unidad de carga.

La dirección del campo se toma como la dirección de la uer$a que ejercer&a

sobre una carga positiva de prueba. La dirección ( sentido del vector campoeléctrico en un punto vienen dados por la dirección ( sentido de la uer$a

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que e8perimentar&a una carga positiva colocada en ese punto> si la carga

uente es positiva" el campo eléctrico generado será un vector dirigido %acia

auera ( si es negativa" el campo estará dirigido %acia la carga. ?n dipolo

eléctrico consiste de dos carga de igual magnitud ( signos opuestos" es

cada conjunto de dos cargas puntuales opuestas separadas.

En esta práctica observamos cómo el trompo levita porque el polo

magnético de su parte inerior es igual al polo magnético de la base" como

un dipolo" de modo que la repulsión magnética se encarga de contrarrestar

la uer$a de gravedad.

3ibliogra&a consultada

@bra%am 5e la 'osa Ibarra. !*0. Estabili$ación del Levitron a través de

or$amiento paramétrico. !*A" de ?2@: 9itio -eb>

%ttp>BBu8m(m*.iimas.unam.m8BbancosBpublicacionesBtesisB!/=.pd 

@lberto C. Dere$ I$quierdo. !*!0. 9imulación numérica de la dinámica de

un “Levitrón”. !*A" de 5pto. de Electrónica ( Electromagnetismo

?niversidad de 9evilla 9itio -eb>

%ttp>BBpersonal.us.esBalbertoBproblemasavBte8tosBlevitron.pd 

: Flmo ' 2ave. !*!0. Gampo Eléctrico. !*A" de %(perp%(sics 9itio -eb>

%ttp>BB%(perp%(sics.p%(Hastr.gsu.eduB%baseesBelectricBele1e.%tml

2idia 5anig$a Lugo Lópe$" 5aniel 4erne( Labrador" 'onal 9teven Fjeda.

!!=0. Libro gu&a para la ensean$a del concepto de campo eléctrico (

magnético. !*A" de acultad de ciencias ( educación pro(ecto curricular delicenciatura en 1sica 9itio -eb>

%ttp>BBcomunidad.udistrital.edu.coBgeaB1lesB!*B!+B!!=2o*H!!.pd 

http://uxmym1.iimas.unam.mx/bancos/publicaciones/tesis/046.pdfhttp://personal.us.es/alberto/problemasav/textos/levitron.pdfhttp://personal.us.es/alberto/problemasav/textos/levitron.pdfhttp://uxmym1.iimas.unam.mx/bancos/publicaciones/tesis/046.pdf