Magneti e velocità limite
Su un tubo cilindrico di metallo, lungo circa 1.0-1.5 metri, praticate una decina di fori equispaziati tra loro. Procuratevi, poi, un magnete circolare che possa scorrere liberamente nel tubo. L’esperimento consiste nel far cadere il magnete nel tubo in verticale, e registrare il moto attraverso una videocamera, misurando i tempi t che impiega il magnete a percorrere gli spazi successivi s tra i fori nel tubo, e riportando quindi i dati in un grafico s- t. Se il moto fosse quello tipico della caduta dei gravi, ossia con accelerazione costante, il grafico spazio-tempo dovrebbe una forma parabolica. Tuttavia, oltre alla forza di gravità, sul magnete agisce anche forza di natura elettromagnetica, causata dall’induzione elettromagnetica.

Infatti, un magnete che cade in un tubo metallico (non magnetizzato), produce una corrente indotta nel tubo che rende questo come un elettromagnete che esercita una forza sullo stesso magnete (ovviamente di verso opposto alla direzione del moto, a causa della legge di Lenz). L’ampiezza di tale forza aumenta con l’aumentare della velocità, per cui ad un certo punto essa bilancia la forza peso, e da allora il moto avviene in assenza di forza totale, ossia la velocità non cambia più. Nel grafico ottenuto, quindi, da un certo tempo in avanti, si osserverà un andamento rettilineo (regime lineare). In tale regime, calcolare la velocità raggiunta dal magnete (v=(s2-s1)/(t2-t1)).
Ripetere l’esperimento aggiungendo, successivamente, delle masse (magnetiche e non magnetiche) sopra il magnete circolare. Come cambiano la velocità limite? E il tempo al quale inizia il regime lineare? Sapreste dare una interpretazione dei risultati ottenuti?
