Tol van magneetkogels

Meneer Dr. Ucke, medeauteur van ons populaire project "De eenvoudigste elektrische motor ter wereld", stelt eenvoudige van magneetkogels gemaakte tollen voor. De details ontneemt u alstublieft aan het pdf-bestand hiernaast. Wij publiceren hier een sterk ingekort verslag.

Stelt men 37 magneetballetjes van het type K-06-C zoals op de foto samen, dan vormen de kogels een lichtjes doorgebogen vlak meet een hexagonale structuur. Plaatst men dit bouwsel met de bolle kant naar beneden op een glazen oppervlak, dan maakt het alleen via de middelste kogel contact en kan heel makkelijk worden gedraaid.

Eventueel is het aan te bevelen, de kogels in het midden met uw vinger nog een beetje extra in te drukken, zodat de tol zoveel mogelijk alleen op de kogel in het centrum contact heeft. Dan is de wrijving op glas uiterst gering.

Met een rietje kan men de tol van de zijkant met lucht aandrijven en toerentallen van tot meer dan 10 000 toeren per minuut bereiken. Dat is al een heel fraai toerental. Desondanks is de middelpuntvliedende kracht nog steeds te gering om de magneten uit elkaar te trekken.

De tol wijkt op een plat vlak vanwege het aanblazen lichtjes opzij. Daarom is het van voordeel, de poging op een voldoend vlakke holle spiegel (scheer-/makeup-spiegel) uit te voeren. Het duurt meerdere minuten, tot hij weer tot rust komt. Hoe lang precies, hangt uiterst sterk van de ondergrond af en ook daarvan, of er zich andere magneten in de buurt bevinden. Belicht men de tol schuin van links en rechts boven met puntvormige lichtbronnen, ontstaan er mooie lichtpatronen (zie foto). Op een spiegel verdubbelt zich de tol zelfs visueel.

In plaats van de hexagonal basisstructuur zijn ook pentagonale, vierkante of driehoekige vormen mogelijk. Op de foto zijn al deze vormen in de minimale configuraite zichtbaar. De kogel in het midden steekt hier hoger uit dan in de hexagonale vorm, aangezien ze bij deze vormen niet in het vlak van de eromheen liggende kogels kan bevinden. De magnetische kogels kunnen niet meer zo heel eenvoudig in deze vormen worden gebracht, aangezien ze elkaar afstoten. Deze grondvormen zijn minder geschikt als tol, aangezien ze slecht kunnen worden gestart en over een in vergelijking klein traagheidsmoment beschikken.

In de linkse titelafbeelding is de pentagonale structuur tot in het totaal 31 kogels uitgebreid; ze staat daar eigenlijk op zijn kop.

Daaronder ziet men deze tol in beweging (Foto met 1/100 s belichting). aangezien het zwaartepunt van deze tol hoger ligt dan bij de hexagonale structuur, is hij wat moeilijker op gang te brengen en draait hij bij kleine toerentallen instabieler. Met aanblazen krijgt men de tol dan echter ook op hogere toeren.