El tubo lento. Sencillo experimento de magnetismo.

 

Hay un simple y sorprendente experimento de magnetismo que rara vez es efectuado durante el periodo educativo incluso en las facultades de físicas. Es sorprendente por su simplicidad, por su notoriedad y también precisamente por no hacerse. Este es el experimento que propongo hoy.

 

Para hacerlo se necesita un imán cilíndrico, un tubo de cobre y un tubo de cartón. En mi caso lo he hecho con un imán de neodimio, cilíndrico de 8 mm de diámetro y 12 mm de largo. El tubo de cobre tenia un diámetro interior de 10 mm y 30 mm de longitud. El tubo de plástico tenia las mismas dimensiones aproximadamente.

 

 

Si pones el tubo de plástico vertical y dejas caer por el el imán, no observas ningún fenómeno extraño y el imán cae con normalidad.

 

Según la ecuación del movimiento uniformemente acelerado tarda en atravesar el tubo raíz de 2L/G, siendo L la longitud del tubo y G la aceleración de la gravedad. Para el tubo de 30 cm esto resulta ser 0,24 segundos aproximadamente.

 

Sin embargo si dejamos caer el imán por el tubo de cobre, enseguida observamos que cae muy lentamente, de hecho tarda diez veces mas que a través del tubo de plástico.

 

Las explicaciones mas frecuentes para este fenómeno, suelen ser, que el rozamiento es mayor con el cobre, que el imán atrae el cobre etc,.. ninguna de ellas es correcta. Si en vez de un imán probamos con una pieza de hierro del mismo tamaño observamos que no hay ninguna diferencia entre el tiempo de caída a través de los dos tubos.

 

Si hacemos la prueba con un tubo de aluminio en vez de cobre observamos que la caída es lenta pero menos que el cobre. Si pudiésemos probar con un tubo de plata comprobaríamos que la caída es mas lenta todavía.

 

Cual es la explicación. Hoy no la voy a dar aunque voy a dar una pista muy importante : si el tubo se hiciese de material superconductor el imán no caería nunca.

 

Para los que tengan fresca la física voy a plantear una cuestión mas. Al caer el imán por el tubo de plástico, el imán sale por la parte inferior a una velocidad razonablemente alta. Parte de la energía potencial que tenia arriba se ha transformado en energía cinética. Sin embargo cuando cae por el tubo de cobre la velocidad por la que sale el imán es muy baja luego casi no tiene energía cinética. ¿Dónde ha ido a para la energía potencial? . Si piensas que se ha empleado en vencer el rozamiento estas equivocado, ya que el rozamiento no es sensiblemente diferente en el caso de el tubo de plastico.