Conceptos físicos relacionados con la actividad
Con esta experiencia se pueden trabajar los siguientes conceptos relacionados con las fuerzas y campos magnéticos
- Concepto de imán permanente.
- Concepto de campo magnético.
- Concepto de fuerza magnética.
- Principio de conservación de la energía.
- Principio de conservación del momento lineal o cantidad de movimiento.
- Ecuaciones de la cinemática en dos dimensiones: tiro horizontal y tiro parabólico.
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Un cañón de Gauss está formado por una serie de bobinas o solenoides (ver Figura 1) por las que se hace circular corriente de forma sucesiva. Cuando por una de ellas circula corriente, se genera un campo magnético en su interior y en sus proximidades. Si se sitúa un elemento magnetizable, este campo magnético producirá una magnetización en el elemento que tendrá un doble efecto: por un lado aparecerá un campo magnético generado por esa magnetización que se sumará el de la bobina, y por otro el elemento se verá atraído por el campo de la bobina, acercándose a ella. Se forma así un lazo de realimentación positiva que hace que el proyectil aumente su velocidad muy rápidamente. Cuando el proyectil ha recorrido el interior del solenoide y va a salir de él si éste sigue conduciendo corriente, al abandonarlo se producirá el mismo efecto, ya que la bobina tenderá de nuevo a atraerlo. De forma efectiva, esto supondría que tendría una aceleración negativa, perdiendo velocidad, por lo que es importante sincronizar el apagado de las bobinas para que este se produzca antes de que el proyectil las haya abandonado. |
(Figura 1) |
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Otra versión del cañón de Gauss está compuesta por un carril, uno o varios imanes potentes y dos o más esferas de acero, tal y como se muestra en este enlace. El imán atrae a la esfera inicial que aumenta su energía cinética. Cuando impacta contra el imán, transfiere el momento lineal a la esfera en reposo que se encuentra al otro lado del imán, haciendo que esta salga despedida. |
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