نمونه های اولیه
ما 3 نمونه اولیه ساختیم تا بتوانیم با آنها آزمایش کنیم، دو سپر و یک شمشیر. یک سپر از درب سطل زباله قدیمی و مقداری فوم، یکی دیگر از تخته چوب نازک و فوم، و شمشیر را از پاروی استخر و مقداری چوب درست کردیم.
مهم است که وزن تکیه گاهی را که می خواهید در جای خود نگه دارید، بدانید. همچنین باید در نظر بگیرید که آهنربا چگونه پایه را نگه می دارد. آیا به یک تکه فولاد یا آهنربای دیگر جذب می شود؟ آیا قطعه را به صورت عمودی نگه می دارد یا افقی؟
در تمام نمونه های اولیه مان، از اتصال آهنربا به یک تکه آهن نازک استفاده کردیم. این نوع اتصال، انعطاف پذیری کار ما را زیاد می کند، زیرا آهنرباها در هر نقطه از آهن جذب می شوند. به طور کلی قدرت جذب آهنربا به آهنربا معمولاً در کاربردهایی مانند این قوی تر است، اما هم ترازی باید دقیق باشد، زیرا آهنرباها اگر خارج از مرکز باشند به خوبی جذب نمی شوند.
بررسی نیروی مغناطیسی
همانطور که در بسیاری از کاربردها وجود دارد، ما می خواهیم نقطه بهینه را پیدا کنیم . آهنرباها باید به اندازه کافی قوی باشند تا پایه ها را در حین حرکت در جای خود نگه دارند، در عین حال آنقدر ضعیف باشند که بدون تلاش زیاد قابل جداسازی باشند. این عمل در زمان هایی که می خواهید وزن را به صورت عمودی نگه دارید، مشکل است. در کاربردهای نگهدارنده عمودی، باید نیروی برشی/لغزشی را در نظر بگیریم. نیروی برشی همیشه کمتر از نیروی کشش آهنربا است و به اصطکاک بین آهنربا و آنچه آهنربا به آن می چسبد بستگی دارد.
بارگذاری در حالت برشی
آهنرباها وقتی به صفحه فولادی می چسبند با نیروی جانبی جذب نمی شوند. نیروی مغناطیسی، آهنربا را مستقیماً به سمت صفحه آهنی می کشد. همانطور که گرانش سعی می کند آهنربا را به سمت پایین بکشد، اصطکاک بین آهنربا و آهن از لغزش آن جلوگیری می کند. فقط این نیروی اصطکاک مانع از لغزش آهنربا روی سطح آهن می شود.
چرا اعدادی را برای این موضوع منتشر نمی کنیم؟ زیرا ضریب اصطکاک بسته به جنس دو ماده و هر روانکاری که ممکن است وجود داشته باشد بسیار متفاوت است. ممکن است رنگ یخچال شما با من متفاوت باشد. یا شاید اثر انگشت من چرب تر باشد. تغییرات کوچک می تواند تفاوت بزرگی ایجاد کند! ضریب اصطکاک یک اندازه گیری تجربی است و باید به صورت تجربی اندازه گیری شود و از طریق محاسبات نمی توان آن را پیدا کرد. آهنربا وقتی از این طریق بارگذاری می شود، ممکن است فقط 10 تا 25 درصد نیروی کشش ذکر شده را تحمل کند.
این چه معنایی دارد؟ اگر می خواهید یک پایه 5 پوندی را به صورت عمودی نگه دارید، به یک آهنربای با نیروی کشش حداقل 20 پوندی نیاز دارید تا آن را بالا نگه دارید که ممکن است در زمانی که می خواهید پایه را جدا کنید کشیدن مستقیم آن دشوار باشد.
در صورت استفاده از دو آهنربا به جای اتصال آهنربا به آهن، به طور کلی می گوییم که 50 درصد نیروی کششی، لازم است تا دو آهن ربا از هم جدا شوند. برای یک جسم 5 پوندی، آهنرباها باید نیروی کششی حداقل 10 پوندی داشته باشند.
نیروی اهرمی جسم نیز چیزی است که باید در نظر داشت. همه وسایل ما نسبتاً نازک بودند، نزدیک به آهنربا و اتصال آهنی. اگر پایه به دور از آهنربا بچسبد، نیروی اهرمی بر روی اتصال ایجاد می کند و برای غلبه بر آن به آهنربای قوی تری نیاز دارید.
اگر نمی خواهید تکیه گاه شما به راحتی بچرخد، به جای یک آهنربا، از دو آهنربا در کنار هم استفاده کنید. در نمونه ی ما، یک آهنربا روی سپر، آن را در جای خود نگه داشت، اما سپر به راحتی می چرخید، که ما نمی خواستیم.