Pööris magnetkuulidest

Härra dr Ucke, meie populaarse projekti "Maailma lihtsaim elektromootor" kaasautor, esitleb lihtsaid pöörlejaid magnetkuulidest. Üksikasjad leiate kõrvalasuvas PDF-is. Siin avaldame oluliselt lühendatud ülevaate.

Kui ühendada 37 magnetkuuli tüübist K-06-C nagu pildil, moodustavad kuulid kergelt kaardus pinna kuusnurkse struktuuriga. Kui asetada see moodustis kumer pool allapoole klaaspinnale, toetub see vaid keskmisele kuulile ja seda on väga lihtne pöörata.

Võib olla soovitatav suruda kuulikesi keskelt sõrmega veidi sissepoole, et keeris puutuks võimalikult ainult keskse kuuliga kokku. Nii on hõõrdumine klaasil äärmiselt väike.

Kõrrega saab keerisele külje pealt peale puhuda ja saavutada pöörlemissageduse üle 10 000 pöörde minutis. See on juba päris korralik pöörlemiskiirus. Siiski on tsentrifugaaljõud veel liiga väike, et magneteid üksteisest lahti rebida.

Külje pealt peale puhumise tõttu kaldub keeris tasasel pinnal veidi kõrvale. Seetõttu on soodne katset teha piisavalt lamekumeral õõnespeeglil (habemeajamis-/kosmeetikapeegel). Tal kulub mitu minutit, et taas täielikult paigale jääda. Täpne aeg sõltub suuresti aluspinnast ning ka sellest, kas läheduses on teisi magneteid. Kui valgustada keerist ülalt vasakult ja paremalt kaldu punktikujuliste valgusallikatega, tekivad ilusad valgusmustrid (vt pilti). Peegli peal kahekordistub keeris isegi visuaalselt.

Kuusnurkse põhistruktuuri asemel on võimalikud ka viienurksed, nelinurksed või kolmnurksed vormid. Pildil on kõik need vormid näha minimaalses konfiguratsioonis. Keskel olev kuul ulatub märksa kõrgemale kui kuusnurkse vormi korral, sest nende vormide puhul ei saa ta paikneda ümbritsevate kuulide tasapinnas. Magnetkuule on nendesse vormidesse viia juba märksa keerulisem, kuna need tõukuvad teineteisest eemale. Need põhivormid sobivad pöörisena vähe, sest neid on halb pöörlema lükata ja nende inertsusmoment on suhteliselt väike.

Vasakpoolsel osapildil on pentagonaalset struktuuri laiendatud kokku 31 kuulini; see on seal justkui pea peale pööratud.

All on näha seda keerist liikumises (foto säritusega 1/100 s). Kuna selle keerise raskuskese asub kõrgemal kui heksagonaalsel struktuuril, on seda veidi raskem pöörlema panna ning väikestel pöörlemiskiirustel on pöörlemine ebastabiilsem. Puhudes saab keerise siiski ka suuremate pööreteni.