Feladat: 143. fizika mérési feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Major Zsuzsanna ,  Megyeri Szabolcs ,  Sallai László ,  Zömbök László 
Füzet: 1992/november, 431. oldal  PDF file
Témakör(ök): Mechanikai mérés, Mágneses dipólusra ható erő, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1992/április: 143. fizika mérési feladat

Mérjük meg, hogyan függ két állandó mágnes között fellépő erő a mágnesek távolságától.

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A mágnesek közötti erőhatás a testek távolságán kívül bonyolult módon függ a mágnesek egymáshoz képest elfoglalt helyzetétől is. Emiatt valamennyi megoldó - nagyon helyesen - csak a legegyszerűbb elrendezéssel, a tisztán taszító, illetve a tisztán vonzó esettel foglalkozott.

 
 

Megyeri Szabolcs (Monor, József A. Gimn., I. o. t.) az ábrán látható módon helyezte el az egymást taszító mágneseket. A házi készítésű mérleget először kiegyensúlyozta, majd a G súly helyzetét változtatva szabályozta a mágneseket összeszorító F erőt. Az egyensúlyba került mágnesek R távolságát a milliméter-skálán leolvasva megkapta a keresett F(R) függvény pontjait. R növekedtével F erősen csökken, hatványfüggvény alakot feltételezve FR-n, ahol n2,5±0,5.
Zömbök László (Zalaegerszeg, Ságvári E. Gimn., II. o. t.) gumiszálon lógatta lefelé az egyik mágnest, a másikat pedig vonzó helyzetben alája helyezte. A gumiszál kezdeti megnyúlásából és a mágnes súlyából a gumiszál ,,rugóállandóját'', a másik mágnes többletmegnyúlásából pedig a vonzóerőt mérte meg.
Többen cérnaszálra függesztették fel az egyik mágnest, a másikkal pedig oldalirányban kitérítették az ,,ingát''. Ennek a módszernek az az előnye, hogy elegendően hosszú inga esetén egészen kicsiny erőket is képes kimutatni.
Major Zsuzsanna (Stuttgart, Friedrich-Eugens-Gymn., 8. o. t.) egy papírdoboz közbeiktatásával egy levélmérlegre helyezte az egyik mágnest, a másikat pedig egy mérőszalag mellett felülről közelítette hozzá. Mérési adataira a távolság négyzetével fordítottan arányos erőfüggvényt tudott illeszteni.
A mérés pontosságát a távolságmérés hibája, illetve az erőmérés érzékenysége határozza meg. Kis távolságoknál a hosszúságmérés relatív hibája naggyá válik, nagy távolságoknál pedig az erő lesz olyan kicsiny, hogy a mérési adatok elvesznek a zavaró tényezők között.