Moottori joka ei pyöri? Rakenna oma maglev-juna kotona ja koe fysiikka itse!
Täällä kirjoittaa Science Trainer Kuwako Ken. Joka päivä on uusi koe.
Tässä on hauska koe, jonka avulla voit selvittää, miten magneettijuna liikkuu. Sopii mainiosti myös tiedeprojektiksi.
Jos joku väittäisi, että on olemassa kulkuväline, joka kulkee 600 km/h ilman renkaita, uskoisitko? Vielä hämmästyttävämpää on se, että saman voiman periaatteen voi rakentaa kotona pelkän alumiinifolion ja magneettien avulla.
Moottori, joka ei pyöri – mikä on lineaarimoottori?
Tavalliset junat liikkuvat eteenpäin, koska niiden pyörät pyörivät. Magneettijuna toimii kuitenkin aivan eri tavalla. Se ei käytä pyöriä liikkumiseen, vaan leijuu radan yläpuolella ja kulkee suoraan eteenpäin. Nimensä mukaisesti lineaarimoottori tuottaa suoraa liikettä.
Useimmissa sähkömoottoreissa sähkö saa akselin pyörimään, ja pyörimisliike muutetaan eteenpäin vieväksi voimaksi. Lineaarimoottorissa tämä vaihe jää kokonaan pois – sähkö synnyttää suoraan suoraviivaisen liikkeen. Lopputulos näyttää melkein siltä kuin näkymätön käsi työntäisi kappaletta eteenpäin. Se on yhtä aikaa hiljainen, voimakas ja kiehtova. Tässä kokeessa pääset kokemaan tämän ilmiön itse vain viiden yksinkertaisen välineen avulla. Rakennetaan yhdessä alumiinifoliosta ja magneeteista pieni lineaarimoottori ja tutustutaan näkymättömään voimaan omin käsin.
Rakennetaan lineaarimoottorin ”tanko”!
Tässä kokeessa alumiinifoliosta tehty ohut tanko lähtee liukumaan magneettien päällä yllättävän kovaa vauhtia.
Tiederesepti:
-
- Alumiinifoliota
-
- Vähintään 10 ferriittimagneettia (löytyy myös sadan jenin kaupoista)
-
- Muovinen kirjoitusalusta
-
- Kaksipuolista teippiä
-
- Sakset
- Paristo (myös käsikäyttöinen generaattori käy)
Kokeen vaiheet:
① Kiinnitä magneetit kirjoitusalustaan.
Laita kaksipuolista teippiä alustaan ja aseta magneetit suoraan riviin niin, että S-napa osoittaa ylöspäin.
Voit käyttää niin monta magneettia kuin haluat, mutta vähintään kymmenen toimii parhaiten.
② Käännä kirjoitusalusta ympäri ja kiinnitä alumiinifoliosta tehdyt kiskot molemmille puolille.
Leikkaa alumiinifoliosta kaksi noin 1 cm leveää suikaletta. Käännä kirjoitusalusta niin, että magneetit ovat alaspäin pöytää vasten. Aseta foliokiskot magneettirivin molemmille puolille ja kiinnitä ne kaksipuolisella teipillä.
③ Tee ”tanko”.
Kääri alumiinifolio esimerkiksi kuulakärkikynän mustesäiliön ympärille ja tee noin 5 cm pitkä putki. Halkaisijan ei tarvitse olla tarkalleen 0,5 mm – tärkeintä on, että putki on kevyt.
Pyöräytä folio tiukasti putken muotoon!
④ Aseta tanko kiskoille ja johda virta.
Laita alumiiniputki kiskojen päälle ja kytke niihin sähkövirta.
Yksikin 1,5 voltin paristo riittää. Heti kun virta alkaa kulkea, tanko syöksyy liikkeelle uskomattoman nopeasti! Jos käytät käsikäyttöistä generaattoria, voit myös säätää tangon nopeutta pyörittämällä kampia nopeammin tai hitaammin. Katso video alta.
Hauskinta on se, että kun käännät pariston toisin päin, myös tangon kulkusuunta vaihtuu. Tuntuu melkein siltä kuin tanko reagoisi omasta tahdostaan.
Ilmiön taustalla on sähkömagneettinen voima. Kun sähkövirta kulkee alumiinitangon läpi magneettikentässä, siihen kohdistuu sähkömagneettinen voima. Tämä voima työntää tankoa suoraan magneettirivin suuntaisesti, joten se ei pyöri vaan liukuu eteenpäin. Kun sähkövirran suunta vaihtuu, myös voiman suunta muuttuu, ja tanko lähtee liikkeelle vastakkaiseen suuntaan.
Pienessä kokeessa piilee 600 km/h kulkevan junan salaisuus
Sama sähkömagneettinen voima, joka liikuttaa tätä pientä alumiinitankoa, kuljettaa myös magneettijunaa jopa 600 kilometrin tuntinopeudella. Oikeassa magneettijunassa voima syntyy junan suprajohtavien magneettien ja radan kelojen välille. Sen ansiosta juna leijuu ilman pyöriä ja kiitää eteenpäin. On aika hämmästyttävää ajatella, että kämmenelle mahtuva koe perustuu täsmälleen samaan fysiikkaan kuin yksi maailman nopeimmista kulkuvälineistä. Jos koe ei heti onnistu, kokeile lisätä magneetteja tai tehdä alumiiniputkesta kevyempi. Voitte myös pohtia yhdessä, miten tämän lineaarimoottoritangon saisi kiertämään suljettua rataa ympäri. Se on hauska haaste niin lapsille kuin aikuisillekin. Kokeile rohkeasti kotona ja tutustu tulevaisuuden liikkumisen salaisuuksiin!
Tiesitkö muuten, että lineaarimoottoreita käytetään myös paljon arkisemmassa laitteessa – sähköparranajokoneessa?
Yhteydenotot ja yhteistyö
Tee luonnontieteistä läheisempiä ja hauskempia! Sivustolta löydät runsaasti kotona tehtäviä tiedekokeita sekä selkeitä vinkkejä niiden onnistumiseen. Kannattaa tutustua myös muihin artikkeleihin!
・Science Notebook -sivuston sisällöstä on julkaistu myös kirja. Lisätietoja täältä.
・Lisätietoja kirjoittajasta, Kuwako Kenistä, täältä.
・Kirjoitus-, luento-, tiedetyöpaja-, TV-asiantuntija- ja muut yhteistyöpyynnöt täältä.
・Uusimmat artikkelit löydät myös X:stä!
Science Notebook -YouTube-kanavalla julkaistaan jatkuvasti uusia kokeita!
NEW 分解問題集 理科
- ７月２１日発売！『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
７月のイチオシ実験！
夏でプシュッと爽やか実験！
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ７月１８日（土）「TIF presents ONE SONG FES. 」（フジテレビ）
- 7月18日（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」
- 7月23日（木）科学監修 19:00〜 THE突破ファイル（日本テレビ）
- ７月３０日（水） 監修したテレビ番組放送予定
- 12月26日（土） ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook 【英語】BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
