Поведение магнитного шарика в магнитном поле Земли

[msin87]

Здравствуйте, случайно наткнулся на забавное явление, описание которого я так и не нашел в интернете.

Если взять магнитный шарик, положить его на стол, и толкнуть его, то магнитный шарик будет перемещаться по витиеватой траектории. В конце своего движения шарик сориентируется примерно по вертикальной и горизонтальной компоненте магнитного поля Земли.

Далее, если провести череду испытаний, толкая магнитный шарик на плоскости стола, то можно легко убедиться, что имеются области, где нахождение шарика будет менее вероятным. Такие места я условно назвал потенциальными барьерами. Соответственно, будут иметься и области, где нахождение шарика будет более вероятным - такие места я назвал потенциальными ямами.

Если в руках сориентировать магнитный шарик так, чтобы он отталкивался от магнитного поля Земли, и поставить его на стол, то магнитный шарик скатится в потенциальную яму. У меня получилось поймать равновесное положение магнитного шарика в такой ориентации, скорее всего это произошло за счет силы трения его об стол и шероховатости стола. Я пробовал повторять такое и на стекле, и находил такое равновесное положение (когда шарик не скатывается) в точке потенциального барьера.

Если представить графически поле вероятности нахождения магнитного шарика на плоскости в магнитном поле Земли, то такое поле будет похоже на потенциал Хиггса из статьи в Википедии о механизме Хиггса. Я прекрасно отдаю себе отчет в том, что похожесть (корреляция) ничего не означает.

В целом, магнитный шарик является трехмерным компасом.

Вопросы такие:

1. На плоскости стола (или стекла) наблюдаются явно выраженные потенциальные барьеры и ямы вероятного нахождения магнитного шарика. Верно ли утверждение, что вероятность нахождения магнитного шарика в той или иной области на плоскости в магнитном поле Земли носит квантовый характер?
2. Можно ли сказать, что если утверждение из (1) верно, то тем самым наблюдаются квантовые эффекты?
3. Можно ли применить экстраполяцию, максимально уменьшив массу, объем и намагниченность магнитного шарика до каких-то (каких?) предельно допустимых значений?
4. Если (3) верно, то можно ли тогда сделать переход из макро- мира в микро- мир?
5. Есть ли где описание подобного простого эксперимента? И, может быть, какие из него можно сделать выводы?

Рассуждения на тему, возможно они не имеют физического основания.

Возможно, что данные рассуждения являются антинаучными, но осмелюсь их опубликовать. То, что наблюдается квантование положения магнитного шарика, может говорить о принципиальной возможности достижения сверхпроводимости при комнатной температуре без применения сложных материалов и установок. Я делаю такой вывод из того, что намагниченность, или магнитный момент есть почти у всего. Конечно, я могу ошибаться в этом, и мне абсолютно не ясен механизм, который позволил бы достичь такой сверхпроводимости. Полагаю, что если установить шарик на вершине потенциального барьера, то разность энергии между потенциальным барьером и ямой можно как-то снять не механическим образом.

[drzewo]

msin87 в сообщении #1649423 писал(а):

Если взять магнитный шарик, положить его на стол, и толкнуть его, то магнитный шарик будет перемещаться по витиеватой траектории.

а вы возьмите такойже шарик только не магнитный и толкните из того же положения с той же скоростью. Это для начала

[msin87]

drzewo в сообщении #1649424 писал(а):

msin87 в сообщении #1649423 писал(а):

Если взять магнитный шарик, положить его на стол, и толкнуть его, то магнитный шарик будет перемещаться по витиеватой траектории.

а вы возьмите такойже шарик только не магнитный и толкните из того же положения с той же скоростью. Это для начала

Да, я сталкивался с такой дискуссией. Дело вот в чем: магнитный шарик вытолкнуть из потенциальной ямы довольно сложно, а обычный шарик не имеет такой потенциальной ямы. Обычный шарик может находиться где угодно на плоскости стола, а магнитный шарик только лишь в местах, где его полюса сориентированы так относительно магнитного поля Земли, что он, как бы, не испытывает отталкивания от него. Опять же - всё в рамках вероятностного рассуждения. Вероятность нахождения обычного шарика на плоскости равномерно распределена по данной плоскости, и не имеет экстремумов, то есть мест, где его нахождение "запрещено". У м.ш. немного иначе - есть некоторые исключительные точки.

Я примерно понимаю ветвь вашего рассуждения: шарик всегда имеет конечные позиции, и они зависят от радиуса шарика и импульса, сообщенного ему. Но в случае с м.ш. в дело вступает магнитное поле Земли.

-- 11.08.2024, 16:44 --

Видео с опытами с магнитными и немагнитным шариками для наглядности: здесь. Имеется разбивка на эпизоды в первом комментарии. Там есть пояснения. Добавлю, что у магнитного шарика имеется дополнительное вращение относительно оси при движении, чего нет у обычного шарика. Глядя на поведение м.ш. (магнитного шарика) вспоминаются кватернионы. Не знаю почему.

[sergey zhukov]

msin87
Можно еще над таким странным явлением подумать: если перекатывать кубик (без проскальзывания), а не шарик, то он тоже останавливается только там, где ложится на грань. Опять же квантовые эффекты, видимо. И кватернионы.
Можно прямо ровную сетку точек получить, перекатывая такой кубик по всем четырем направлениям. Ему даже магнитом быть не нужно.

[wrest]

sergey zhukov в сообщении #1649436 писал(а):

Видео с опытами с магнитными и немагнитным шариками

... не грузится. Мы в новой реальности, переложите на доступный видеохостинг...

[drzewo]

sergey zhukov в сообщении #1649436 писал(а):

если перекатывать кубик

а какое отношение это имеет к предмету обсуждения?

[sergey zhukov]

drzewo
А тоже почему-то напомнило кватернионы.

[msin87]

wrest в сообщении #1649437 писал(а):

sergey zhukov в сообщении #1649436 писал(а):

Видео с опытами с магнитными и немагнитным шариками

... не грузится. Мы в новой реальности, переложите на доступный видеохостинг...

Выложил на Яндекс Дзен тут. Длительность - более часа. Таймкоды прилагаются

[wrest]

msin87 в сообщении #1649507 писал(а):

Выложил на Яндекс Дзен тут
.

Троллинг.

[msin87]

sergey zhukov в сообщении #1649436 писал(а):

msin87
Можно еще над таким странным явлением подумать: если перекатывать кубик (без проскальзывания), а не шарик, то он тоже останавливается только там, где ложится на грань. Опять же квантовые эффекты, видимо. И кватернионы.
Можно прямо ровную сетку точек получить, перекатывая такой кубик по всем четырем направлениям. Ему даже магнитом быть не нужно.

Вы явно плохо вчитались в текст. Если у вашего кубика выделить две грани синим и красным цветом, то ваш кубик будет всегда ложится на красную грань, или всегда на синюю. Вот в чем суть.

Кватернионы на ум приходят в связи с разнообразностью видов движения магнитного шарика при сообщении ему импульса: имеется и поступательное прямолинейное движение, и криволинейное движение, и вращение вокруг оси.

Прошу заметить, что в видео, которое я выложил, магнитный шарик всегда ориентируется синей стороной вверх. Следовательно есть области на плоскости, где м.ш. не может находиться при тождественных испытаниях. Нетождественные испытания в данном случае - это те, при которых осуществляется перенос м.ш. в другую точку через иную плоскость, то есть при его подъеме, что почти идентично его проскальзыванию.

[Утундрий]

msin87
Вы отстаиваете тезис о кубичности шарика?

[msin87]

Утундрий в сообщении #1649540 писал(а):

msin87
Вы отстаиваете тезис о кубичности шарика?

Как вам такое пришло в голову?

[msin87]

Уточню. Если взять в качестве аналогии монету, и назвать один полюс магнитного шарика орлом, а другой решкой, то всегда будет выпадать либо орёл, либо решка, в зависимости от того, где проводятся испытания - ближе к южному магнитному полюсу Земли, или ближе к северному. Важную роль при таких испытаниях играет вертикальная компонента магнитного поля, которая не учитывается в обычных компасах.

Список вопросов находится в первом сообщении

[drzewo]

Вот опять. Я в этом не разбираюсь и хотел услышать что-нибудь содержательное. По мне, так если стрелка компаса поворачивается с юга на север, так почему намагниченному шарику тоже не вести себя нестандартно. Я магнитные шарики по столу не катал, интуиции как они должны себя вести у меня нет.

[msin87]

Такое наблюдение за поведением шарика произошло чисто случайно. У меня был магнитный конструктор из шариков и цилиндров. Как-то разбираясь в столе, я вытащил его, и решил плотнее упаковать комплект, чтобы коробка из-под него плотнее закрывалась. Так получилось, что один шарик выскочил из рук, и покатился по столу. Я заметил, что он описывает какую-то странную траекторию, и почему-то остановился не там, куда катился изначально. Меня это заинтересовало. В итоге я выяснил, что в пилоне нашего многоквартирного дома (грубо говоря в несущей стене) имеется мощный источник магнитного поля. Далее я скачал на телефон магнитометр, визуализатор магнитного поля, и убедился,что в стене имеется что-то очень сильно намагниченное. Может быть это арматура, может быть редкозем какой-то. Пройдя по всем стенам, я обнаружил, что такой феномен наблюдается по всей квартире. Даже а стенах подъезда. Далее я решил спросить у коллег что они думают по этому поводу, и принес для демонстрации магнитный комплект. Толкнул шарик, показал как он катится, показал видео, которое я снял дома у стены, и обнаружил, что движение магнитного шарика само по себе отличается от движения не намагниченного шарика. Начал изучать данный вопрос, вспомнил векторный анализ, элементы квантовой механики и физики, и как бы вот. То есть всё чисто случайно.

Теперь задаюсь вопросами. Магнитный шарик ведёт себя как неваляшка, у которой центр масс смещён. Но как именно смещается масса у магнитного шарика? Неужели можно применить к нему термин "магнитная масса"?