Peonza de esferas magnéticas

El Dr. Ucke, coautor de nuestro famoso proyecto "El motor eléctrico más sencillo del mundo", nos presenta unas peonzas sencillas elaboradas con esferas magnéticas. Si desea más información, consulte el archivo PDF que encontrará a la izquierda (disponible solo en alemán). Aquí solo publicamos una versión muy resumida.

Si se juntan 37 esferas magnéticas del tipo K-06-C como se muestra en la imagen, las esferas forman una estructura hexagonal con una superficie ligeramente bombeada. Si se coloca esta figura sobre una superficie de cristal con la cara arqueada hacia abajo, esta reposa solo sobre la esfera central y se puede hacer girar muy fácilmente.

También es recomendable presionar con el dedo las esferas del centro para que, a ser posible, la peonza solo tenga contacto con la esfera central. De este modo, la fricción con el cristal es muy baja.

Si se sopla con una pajita sobre la peonza desde un lado, esta puede alcanzar una frecuencia de giro superior a 10 000 revoluciones por minuto. Esta velocidad ya es de por sí bastante impresionante. Sin embargo, la fuerza centrífuga sigue siendo demasiado baja para que los imanes se separen.

Sobre una superficie plana, la peonza se desvía hacia un lado al soplar sobre ella. Por ello, es mejor utilizar un espejo cóncavo lo suficientemente liso (espejo de maquillaje/afeitar) para realizar este experimento. Tardará varios minutos en pararse. El tiempo exacto depende mucho de la base y, también, de si hay otros imanes cerca. Si se ilumina la peonza por arriba en diagonal desde ambos lados con una fuente de luz puntiforme, resultan unos patrones de luz preciosos (véase imagen). Sobre un espejo, la peonza incluso se duplica visualmente.

En lugar de la estructura hexagonal, también es posible crear formas pentagonales, cuadradas o triangulares. En la imagen se muestran estas figuras con una configuración mínima. La esfera del centro sobresale más que en la forma hexagonal ya que, en estas figuras, no puede estar al mismo nivel que las esferas que la rodean. Asimismo, disponer las esferas magnéticas de esta forma ya no resulta tan fácil, ya que se repelen unas a otras. Estas figuras básicas son menos adecuadas para hacer peonzas, ya que no giran tan fácilmente y, en comparación, tienen un momento de inercia pequeño.

En la imagen parcial de la izquierda se ha ampliado la estructura pentagonal hasta un total de 31 esferas; ahí está cabeza abajo, por decirlo de alguna manera.

A continuación, se puede observar esta peonza en movimiento (foto con 1/100 s). Dado que el centro de gravedad de esta peonza se encuentra más alto que en la estructura hexagonal, resulta más difícil hacerla girar y rota de forma más inestable con una frecuencia de giro menor. Sin embargo, si se sopla sobre ella, puede girar a una mayor velocidad.