besi berani

dauswq

Reply 20# animaniac

good info

mgkn tmbh lagi satu parameter - magnetic dipole moment
nnt ade masa aku tmbh sedikit

dauswq

PERSOALAN

1) Bagaimana besi tungku kaki tiga bertindak menjadi "magnet"?
2) Bagaimana 2 magnet itu boleh kekal tergantung pada kedudukan tersebut?
3) Kenapa tungku perlu 3 kali sebagai tapak walhal keris hanya satu tapak sahaja?


1) Bagaimana besi tungku kaki tiga bertindak menjadi "magnet"?



Besi adalah feromagnet iaitu sejenis logam peralihan (ikut jadual berkala unsur di atas=warna perang, menjadikannya berbeza kerana kehadiran electron dlm orbital-d) yang bereaksi terhadap medan magnet luar dgn mengubah dirinya menjadi magnet kekal.

Besi=tungku kaki tiga, magnet=2 kepingan bulat

Pelbagai penjelasan kenapa besi boleh jadi magnet kekal:

1) Mekanik Klasik:

Setiap magnet mempunyai medan magnet dipanggil B dan mempunyai momen magnet dwikutub, M (magnetic dipole moment per volume). B daripada kepingan bulat seterusnya bertindak terhadap besi tungku kaki tiga....

Apabila anda meletakkan besi dlm medan magnet yg kuat, momen (torque) = M X B ; cuba untuk menyelarikan M dgn B. Namun, perkara ini bukan senang kerana M yang dipunyai elektron-elektron yg berada di dlm besi secara semulajadi suka untuk berdiri "selari" antara satu sama lain. (Rujuk penjelasan mekanik kuantum di bawah) Maka, mereka akan membelakangi M. Rujuk gambar rajah 1a di bawah.

Satu kwsn dinamakan domain ---> tmpt di mana kesemua M berjaya diselarikan ngan B berbanding M yg membelakangi B. Medan magnet luar B berfungsi memindahkan "domain" ini ke arahnya. Semakin banyak "domain" yg selari ngan medan magnet, semakin besar peluang besi itu untuk menjadi magnet kekal.

2)Mekanik Kuantum:

Setiap elektron mempunyai intrisik angular momentum, dan elektron adalah partikel spin-half (spin-half particles- "fermions") . Spin electron berperanan untuk menghasilkan M tersendiri.

Mengikut hukum Pauli, dua fermion yg serupa tidak boleh menghuni ruang yg sama (bayangkan ruang tersebut adalah "excited energy" ditunjukkn ngan orbital s, p, d f), maka 2 fermion secara semulajadi bertindak untuk "menjauhi antara satu sama lain" lalu terhasilnya "pertukaran tenaga" akibat jumlah bersih tenaga dihasilkn. Dalam erti kata lain, 2 electron yg "repel" antara satu sama lain (
; Daya Coloumb),
bergerak ""menjauhi antara satu sama lain" supaya spin elektron dapat diselarikan dengan medan magnet luar, B. Bila sudah selari, maka besi menjadi magnet kekal.

2) Bagaimana 2 magnet itu boleh kekal tergantung pada kedudukan tersebut?

Untuk memudahkan pengiraan, anggap M besi dan B kepingan bulat selari antara satu sama lain memberikan "daya magnet" terhadap magnet tersebut. Magnet juga mempunyai beratnya tersendiri.

Mengikut penjelasan saudara animaniac,

sebenarnya bukan soal besi berani, ni soal balancing weight and manipulating center of gravitiy .   jumlah moment dan daya2 yg bertindak adalah bersamaan dgn kosong iaitu sistem berada dalam keseimbangan mekanik.

Oleh itu, keseimbangan daya dan momen berlaku apabila jumlah bersih daya dan momen pada semua paksi = 0.  

Daya-daya bertindak adalah daya tegangan tali, T ; daya disebabkan berat magnet (W=mg) dan daya magnet kesan tindakan besi berhampiran ( ).

Rujuk gambarajah 1b di bawah untuk lebih lanjut.

Analoginya, ambil 2 objek bercas, gantungkannya ngan tali dan dekatkan mereka. Tengok apa yg berlaku??























3) Kenapa tungku perlu 3 tapak walhal keris hanya satu tapak sahaja?

jawapannya untuk mengukuhkan kedudukan tungku. Dlm erti kata lain untuk mengelakkan tungku jatuh (meminimumkan putaran akibat kesidakstabilan tungku). Lihat gambarrajah 1c untuk lebih memahami kesannya.

Again, keris yg dikatakan "berdiri ngan satu tapak shj" boleh berlaku jika bahan dibina utk membuat keris adalah logam. Logam spt besi boleh bertindak sbg magnet spt dijelaskn di atas. Ia boleh jadi magnet atau bertindak sbg magnet jika ada dibekalkan ngan medan magnet luar. Trick yang digunakan ialah ngan meletakkan "magnet kecil berhampiran keris" bagi membolehkannya berdiri dengan tegak!

Medan magnet bumi juga berpengaruh untuk menghasilkan fenomena ini tetapi ia tidak cukup kuat melainkan anda menggunakan logam yg sgt ringan, atau jenis logam bermagnetik kuat bagi mengatasi berat keris itu. Lihat gambarajah 1c kenapa saya berkata demikian.

Andai anda mendirikan objek dibuat daripada polimer, perkara ini tidak akan berlaku!

RUJUKAN

1) David J. Griffith 3rd edition: "Introduction To Electrodynamics"

2) W. Pauli "The Connection Between Spin and Statistics", Physc. Rev. 58, 716-722 (1940) >>KLIK SINI<<

dauswq

sesiapa tak fhm fermion tu abaikan..

sbb ia merupakan salah satu cabang mekanik kuantum...

nak tau lebih detail, rujuk sini: http://eforum.cari.com.my/viewthread.php?tid=511102&extra=page%3D1

LEES

Reply 22# dauswq


    woow ...daus ...explaination cam thesis

animaniac

PERSOALAN

1) Bagaimana besi tungku kaki tiga bertindak menjadi "magnet"?
2) Bagaimana 2 magnet i ...
dauswq Post at 21-3-2011 11:36

alamakk respect lah dauswq , hehe patut lah dalam sitcom Big Bang Theory , si Sheldon the theoretical physicist selalu kenakan Howard the  engineer ...

dauswq

alamakk respect lah dauswq , hehe patut lah dalam sitcom Big Bang Theory , si Sheldon the theore ...
animaniac Post at 21-3-2011 21:54

nope, kalau tak kerana penjelasan animaniac ai pun tak perasan "momen" tu...
sbb my first impression ingat daya macam have something to do with besi tungku kaki tiga tu...
tp tak igt ape...

so bile animaniac ckp psl "momen" tu, baru terigt...

abangbikerz

Reply 22# dauswq


  omak aihhhh.