電磁誘導

質問

アルミパイプを鉛直に立て、上の口からネオジウム磁石を入れると、自由落下よりもゆっくりと下から出てくると云う実験を見せてもらったことがあります。
そこで、疑問に思ったのですが、ネオジウム磁石は重力加速度よりも小さい等加速度で落下してくるのでしょうか？空気抵抗を受けながら落下するように終端速度で落下しくるのでしょうか？落下途中でネオジウム磁石が鉛直方向に回転してしまうようなことが起こっていないのでしょうか？
アルミパイプが透明でないので視覚的に確認できませんでした。
また、一個目の磁石とは極を逆にして、もう一個の磁石をすぐに投入すればどうなるのでしょうか？現実には、アルミパイプが太いので、二つの磁石はひっついてしまうと思うのですが、もし、ネオジウム磁石よりほんのすこしだけ太ければどうなるのでしょうか？

回答No.1

BookerL · ベストアンサー

まず、よくある間違いなのですが、「ネオジウム磁石」ではなく「ネオジム磁石」です。ネオジムというのは原子番号６０番の元素です。

＞ネオジウム磁石は重力加速度よりも小さい等加速度で落下してくるのでしょうか？空気抵抗を受けながら落下するように終端速度で落下しくるのでしょうか？

　終端速度のように一定の速度です。空気抵抗のためではなく、電磁誘導による渦電流が生じ、この電流による力が働くためです。

＞落下途中でネオジウム磁石が鉛直方向に回転してしまうようなことが起こっていないのでしょうか？

　回転は起こっているようですが、規則的な回転というわけではないようです。アルミパイプの真ん中をまっすぐ落ちるのではなく、少しふらつきが生じ、どちらかの壁に近くなったりしながらの落下なので、渦電流から受ける力が均一にならないからだと思います。

＞アルミパイプが透明でないので視覚的に確認できませんでした。

　横からは見えませんね。パイプの上からのぞくとおもしろいのですが、多人数の前での実験では見せてもらえないかも。

＞一個目の磁石とは極を逆にして、もう一個の磁石をすぐに投入すればどうなるのでしょうか？現実には、アルミパイプが太いので、二つの磁石はひっついてしまうと思うのですが、

　ご推察の通り、くっついてしまうでしょう。
　くっつかない向きに入れ、磁石が回転できない幅のパイプだとすると、特に変わったことは起きず、それぞれゆっくり落ちると思います。ただ、最後のはやったことがないので推測ですが。

お礼

ご回答ありがとうございました。
磁石の名称はネオディミウムと読むのでしょうか・・・Wikiで調べてみました。
ご指摘ありがとうございます。
最後に質問させていただいたことが、とても気にかかります。
磁石間の距離にも関係すると思うのですが、重力や磁石間の力、それぞれの磁石による渦電流の発生・・・
わけがわからなくなります。