磁力と重力の境で鉄は浮く？ 重力は下へ力が働きます。 磁石は鉄を引き付ける磁力があります。 そこで、

磁力と重力の境で鉄は浮く？
重力は下へ力が働きます。
磁石は鉄を引き付ける磁力があります。
そこで、磁石を上に設置し　その下に鉄球を静かに調整すれば磁力と重力の境で鉄球は浮くのではないかと思いやってみました。
しかし、何度やったても浮きませんでした。
なぜ浮かす事ができないのでしょうか？
また、磁力と重力だけで鉄球を浮かす事は可能しょうか？

質問者からの補足コメント

• 皆様　ご回答ありがとうございました。
  電磁石で磁力制御すれば可能かもしれませんが永久磁石と鉄で均等を試したかったです。
  磁石を複数　使ってみましたがやはり鉄球を浮かせる事はできませんでした。
  重力は均等で無いという意見がありましたし、微妙な温度差による空気の動きなどから不可能だと判断しました。

    補足日時：2020/02/26 19:01

No.1 回答者： satoumasaru 回答日時： 2020/02/22 20:38

重力と磁力のほんのわずかでも差があれば、下におちるか上の磁石につくかどちらかになります。

そんな微妙な差を手操作ではできないでしょう。
ですので

＞なぜ浮かす事ができないのでしょうか？
あまりにも微妙な差だからです。

＞また、磁力と重力だけで鉄球を浮かす事は可能しょうか？
原理的には可能ですが、現実的には無理です。

No.2 回答者： sumbody 回答日時： 2020/02/22 20:42

＞なぜ浮かす事ができないのでしょうか？

相反する２方向の吸引力でモノを静止させるのは難しいです
重力はともかく、磁力による吸引は、「近くなると強くなる」ので、
磁石側にちょっとでも近づくと強くなった吸引力に引っ張られてしまいます。

「完全なバランスを取れる位置に静止」できたら可能なのでしょうけど
先に書いたように「ほんのちょっとでもずれたらアウト」です

JALのリニアモーターカーは、車体を浮かす力は「吸引式」ですが
磁石は電磁石て、位置（間隔）検出して吸引力を制御する事で実現してます


＞磁力と重力だけで鉄球を浮かす事は可能しょうか？
反発力を利用すれば簡単です
反発力は「離れれば弱く」なるので。

No.3 回答者： head1192 回答日時： 2020/02/22 20:49

まず、力の方向を純粋に上下軸だけに絞る必要がある。

いちばん簡単な方法は、鉄球でなくはドーナツ状の穴が開いた鉄環を用意し、鉛筆のような軸に通すことである。
これで鉄環の位置に多少ずれがあっても、横方向の力が生じて弾け飛んだりしなくて済む。

次に、鉄環は一つだけでなく、いくつかの重さのものを用意することである。
磁界の影響はわからないが、重力は地球と鉄環の質量の積に比例する。
　（Ｆ＝ＧＭｍ/ｒ²でＧ＝１、ｒ＝１とすれば、Ｆ＝Ｍｍ。Ｍは地球の質量、ｍは鉄環の質量）
したがって鉄環の重さは実験の結果を大きく左右する。

あとは磁石の強さを変える方法もあるが、磁力を測定することは簡単にはできないので、あまりお勧めしない。

No.4 回答者： sumbody 回答日時： 2020/02/22 20:51

No.2です。

すみません、質問文をよく理解してませんでした。

No.2＞＞磁力と重力だけで鉄球を浮かす事は可能しょうか？
No.2＞反発力を利用すれば簡単です
と書きましたが、浮かしたいモノは鉄球なんですね。磁石でなく。

なら鉄球には「反発力」は働かないので無理でしたね。

なら、再掲しますが
JALリニアモーターカー式に、電磁石を電子制御したらいいんじゃない

No.5 回答者： sumbody 回答日時： 2020/02/22 20:58

No.2,4です。

いっこ思い出しました。

磁石でない鉄球ですが、絶対零度に冷やした状態だと、
「マイスナー効果」で閉電流が流れて電磁石化するので可能性大有りです。

なんでも絶対零度に冷やすと電気抵抗がゼロになり閉電流が流れ続け磁石化するのだそうです

No.6 回答者： isoworld 回答日時： 2020/02/22 21:36

それは不安定な系だからダメなんです。

仮に磁力と重力が釣り合って鉄が宙吊りになるポイントがあったとして、何らかの事情で鉄がちょっとでも下がれば、磁力が弱まっていっそう下がり、落ちます。何らかの事情で鉄がちょっとでも上がれば、磁力が強まっていっそう上がり、磁石に吸い付きます。

安定な系にしないとダメです。それは仮に鉄の下がＮ極で上がS極に磁化させ、鉄の下に上がＮ極で下がＳ極の磁性体を敷きます。そうするとリニア新幹線のように安定して浮きます。ただし、鉄が上下ひっくり返らないようにしておくことが必要です。

No.7 ベストアンサー 回答者： akira5555555 回答日時： 2020/02/23 00:28

無理ですね。

仮に重力が一定でも、ちょっとでも距離が変化すればバランスは崩れるし、なにより、地球上で重力は一定してないですからね。

No.8 回答者： tanzou2 回答日時： 2020/02/23 07:19

なぜ浮かす事ができないのでしょうか？

　↑
鉄球には大きさがあり、距離があるからです。
距離があるので、真ん中と周辺とで、
浮くために要求される力が
違ってくるからです。



また、磁力と重力だけで鉄球を浮かす事は可能しょうか？
　↑
可能です。
そういうおもちゃが売られていますよ。

[日本メーカー製品] 空中浮遊する、
次世代ディスプレイスタンド LEVISTAGE レビステージ

No.9 回答者： himagene 回答日時： 2020/02/23 09:21

永久磁石では無理であり、空中に浮かすためにはチョット技術が必要です。

N0.6さんが書かれているように「少しでも磁石に近づくと磁力（引力）が強くなるので一定の位置に安定に止めることはできません」。
ただし、これは（永久磁石のような）静磁界の場合であって、電磁石を使って鉄球のズレに応じてコイルに流す励磁電流を制御すれば、鉄球を空中に停止させることができます。横ズレに対しても大丈夫です。空中では振動しますがフィードバック回路の応答次第で無視できるほどの振幅になります。

なお、ついでですが「磁力と重力の境で鉄は浮く？」は、磁力と重力に境はないので、「磁力と重力のつり合いで鉄は浮く？」とする方がいいでしょう。

No.10 回答者： yhr2 回答日時： 2020/02/23 15:41

「三角形の山」や「針の先」の上に「鋼球」を置けるか、というのと同じような問題です。

理論的には「きちんとバランスをとれば置ける」なのでしょうが、現実にはこんなピンポイントにバランスをとることはできません。
「不安定」な状態に静止させるということですから。

だったら、この「三角形の山」や「針の先」を「３か所」にするとか、「円形にする」などして「安定なスポット」を作ってやればよいわけです。
上から引き上げる磁石を３か所以上にして、磁力と重力のバランスをとれば安定して浮かすことができると思います。