magnete
Ogni magnete ha due lati: un polo nord e un polo sud. Helena/flickr, CC BY-SA
  • Categoria dell'articolo:Fisica / Scienza
  • Ultima modifica dell'articolo:28 Dicembre 2022

Ogni magnete ha due lati: un polo nord e un polo sud. Usiamo questi nomi perché se appendi un magnete a un filo, il polo nord del magnete punta (quasi) verso nord.

Questo perché il nucleo della Terra (il suo centro) è un grande magnete debole. Il tuo piccolo e potente magnete si allinea con il nucleo magnetico terrestre, quindi punta a nord. Ecco come funziona una bussola magnetica.

I magneti non si attaccano sempre insieme.

Se tieni due magneti nel modo sbagliato, si allontanano e si respingono! In altre parole, se tieni insieme due magneti in modo che i poli simili siano vicini (due nord O due sud), si respingono. Prova! Sembra che i magneti siano circondati da uno strato di gomma invisibile che li separa. Quello strato invisibile è chiamato campo magnetico.

I poli simili si respingono: possiamo usare frecce curve (chiamate linee di campo) per disegnare la forma del campo magnetico attorno ai magneti. Le frecce iniziano sempre dal polo nord del magnete e puntano verso il suo polo sud. Quando due poli uguali puntano insieme, le frecce dei due magneti puntano in direzioni OPPOSTE e le linee di campo non possono unirsi. Quindi i magneti si allontanano (respingono). Credito immagine: Autore fornito.

È solo quando tieni uniti i poli dissimili (un nord che punta a sud) che i magneti si attaccano (sono attratti). Ora, il campo magnetico agisce come un elastico teso che tira insieme i magneti.

A differenza dei poli si attraggono: quando un polo nord e un polo sud puntano insieme, le frecce puntano nella STESSA direzione in modo che le linee di campo possano unirsi e i magneti si uniscano (si attraggano).
A differenza dei poli si attraggono: quando un polo nord e un polo sud puntano insieme, le frecce puntano nella STESSA direzione in modo che le linee di campo possano unirsi e i magneti si uniscano (si attraggano). Credito immagine: Autore fornito.

Allora, perché i magneti si attraggono o si respingono?

Probabilmente hai sentito parlare di energia. L’energia è necessaria per creare movimento.

Un’auto ferma inizierà a muoversi quando la benzina al suo interno brucia. Questo perché la benzina contiene energia accumulata che viene rilasciata quando brucia.

Quando questa energia accumulata viene rilasciata, parte di essa si trasforma in energia di movimento. Gli scienziati chiamano questa energia accumulata “energia potenziale” e chiamano l’energia di movimento “energia cinetica“.

Quando inizi a correre, è perché l’energia immagazzinata nel cibo viene rilasciata e parte di essa si trasforma in energia di movimento.

Cosa c’entra questo con i magneti? Bene, il campo magnetico che circonda tutti i magneti contiene energia accumulata. Ma c’è un modo per cambiare la quantità di energia accumulata che circonda il magnete. E il modo in cui lo cambi ti dirà in che modo si muoverà il magnete.

Una regola da ricordare

Tutto nell’universo segue una regola.

La regola è: ovunque ci sia energia immagazzinata in un oggetto (e l’oggetto non è legato o bloccato in posizione), l’oggetto verrà spinto nella direzione che fa diminuire l’energia accumulata. L’energia accumulata sarà ridotta e sostituita dall’energia di movimento.

Quindi, se due magneti puntano con poli dissimili insieme (polo nord verso un polo sud), avvicinarli diminuisce l’energia immagazzinata nel campo magnetico. Saranno spinti nella direzione che diminuisce la quantità di energia immagazzinata. (Questo si chiama attrazione).

Se due magneti puntano con poli simili insieme (un polo sud a un polo sud OPPURE da nord a nord), l’energia accumulata diminuirà se si allontanano.

Quindi la nostra regola dice che i magneti verranno spinti nella direzione che diminuisce la quantità di energia immagazzinata. Cioè, sono costretti a separarsi (respinti).

Dovrei anche dire che quando gli oggetti lasciati cadere vengono attratti dalla Terra e cadono, NON è a causa del magnetismo. È a causa della gravità. La Terra è anche circondata da un campo gravitazionale che contiene anche energia immagazzinata.

A differenza del magnetismo, la gravità non si respinge mai perché la gravità punta solo in una direzione. Non ci sono poli nord e sud per la gravità.

Posso continuare a prendere l’energia accumulata dal campo magnetico per sempre?

No.

Una volta che due magneti si uniscono, dovrai rimettere in campo un po’ di energia accumulata separando nuovamente i magneti. Non puoi ottenere energia dal nulla.

L’energia necessaria per separare i magneti viene da te e la ottieni dal cibo che mangi. E le piante o gli animali che mangi ottengono la loro energia da altre piante e animali, o dal Sole. Tutta l’energia proviene da qualche parte.

Autore

Stephen G. BosiUniversità del New England