※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:市販磁石の磁気力の計算値が実験値と30%ズレます)
市販磁石の磁気力の計算値と実験値のズレについて
このQ&Aのポイント
市販磁石の磁気力の計算値と実験値を比較してみました。
計算値では1.8[N]の磁気力が予測されますが、実験値では130[g]が限度でした。
差の54[g](約30%のズレ)について、問題の原因を考えたいです。
お世話になります。
100円ショップで買った円盤磁石(「1個600ガウス」と書かれていて、
直径が約2cm)を2個くっつけたときに働く磁気力を、計算値と
実験値で比較してみました。
●計算値
600[G] = 0.06[T]を2倍した値を
F = (B^2*S) / (2*μ0)
のBに代入して、1.8[N]。
これは、約184[g]の質量に働く重力に相当します。
(Fの式は
http://kt2.digi2.jp/denjikigaku/jiki/content2/jikienerugi-.html
などを参考にさせていただきました)
●実験値
添付図のように、上側の磁石だけを持ってどれだけの
粘土を引き上げられるかを測ってみたところ、
下側の磁石の重さを合わせても130[g]くらいが限度でした。
差の54[g](約30%のズレ)はどう考えればよいと思われますか?
製造や実験の問題ならいいのですが、計算の問題なら
どこに問題があるのか知りたいです。
よろしくお願い致します。
お礼
ご回答ありがとうございます。 大きなヒントになりました。 たしかに磁束「密度」なので、2つ重ねても Bは600ガウスからそれほど変化しなさそうですね。 ただそうすると新しい計算値は元の1/4倍の 46[g]ということになり、実験値の130[g]よりも 随分小さくなります。 力が約3倍違うというのは性能を表すうえで けっこう大きいのではないかと思うのですが、 こんなものなのでしょうか? あるいは計算にまだ不備がありますでしょうか?
補足
その後 http://okwave.jp/qa/q7941016.html で教えていただいたBの計算シートを思い出し、 ・直径2cm, 高さ5cmで磁石表面で60mTのBを得るには 約270mTの残留磁化が必要なこと ・その残留磁化のまま高さだけ10cmに変更すると 表面のBは95mTになること がわかりました。 2つの磁石間の寸隙のBを95[mT]で計算すると、 約115gの質量に働く重力程度ということになり、 実験値に比較的近い値が得られました。 これで解決としたいと思います。 もし何かコメントがありましたらいただけると 幸いです。