¿Un motor que no gira? ¡Construye tu propio tren maglev en casa y descubre su física!
Soy Ken Kuwako, entrenador de ciencias. Cada día es un nuevo experimento.
Hoy te presentamos un experimento perfecto para proyectos escolares con el que descubrirás el principio que hace funcionar al tren de levitación magnética.
¿Te creerías que existe un vehículo capaz de viajar a 600 km/h sin utilizar ruedas? Lo más sorprendente es que el mecanismo que genera esa fuerza puede reproducirse en casa utilizando únicamente papel de aluminio e imanes.
¿Qué es un motor lineal, un motor que no gira?
Los trenes que vemos todos los días avanzan porque sus ruedas giran. Sin embargo, un tren de levitación magnética funciona de una manera completamente distinta: no mueve ruedas, sino que se desplaza en línea recta mientras flota sobre la vía. Como indica su nombre, utiliza un motor “lineal” (linear = línea recta), diseñado para producir movimiento directo.
Un motor convencional convierte la electricidad en movimiento giratorio mediante un eje. En cambio, el motor lineal elimina ese paso y genera directamente un movimiento recto. Es un sistema silencioso, potente y fascinante, como si una mano invisible empujara el vehículo. En este experimento podrás comprender su funcionamiento utilizando solo cinco materiales. ¿Te animas a descubrir junto a tu familia la magia de esta fuerza invisible?
¡Construyamos una “barra” de motor lineal!
En este experimento, una pequeña barra hecha con papel de aluminio se deslizará a gran velocidad sobre una fila de imanes.
Materiales:
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- Papel de aluminio
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- 10 o más imanes de ferrita (se consiguen fácilmente en tiendas de 100 yenes)
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- Una lámina plástica rígida (como un protector de escritorio)
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- Cinta adhesiva de doble cara
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- Tijeras
- Una pila (también sirve un generador de manivela)
Procedimiento:
① Pega los imanes sobre la lámina.
Coloca cinta de doble cara sobre la lámina y pega los imanes formando una línea recta, todos con el polo sur mirando hacia arriba.
Puedes usar la cantidad que quieras, pero recomendamos al menos 10 imanes.
② Da la vuelta a la lámina y coloca los rieles de papel de aluminio.
Corta dos tiras de papel de aluminio de aproximadamente 1 cm de ancho. Coloca la lámina con los imanes hacia abajo y sitúa las dos tiras paralelas justo encima de la línea de imanes. Fíjalas en ambos extremos con cinta de doble cara.
③ Fabrica la “barra”.
Enrolla papel de aluminio alrededor de la recarga de un bolígrafo u otro objeto similar para formar un pequeño tubo de unos 0,5 cm de diámetro y aproximadamente 5 cm de largo (las medidas no tienen que ser exactas).
¡Solo tienes que enrollarlo!
④ Coloca la barra sobre los rieles y haz pasar corriente.
Pon el tubo de aluminio sobre los rieles y conecta la pila.
Con una sola pila de 1,5 V es suficiente. En cuanto circule la corriente, la barra comenzará a deslizarse a una velocidad sorprendente. Si utilizas un generador de manivela, podrás controlar la velocidad simplemente girando la manivela más rápido o más despacio. Mira el siguiente vídeo.
Y aquí viene otra sorpresa: si inviertes la pila, la barra cambiará inmediatamente de dirección. ¡Parece que tuviera vida propia!
La explicación está en la fuerza electromagnética. Cuando la corriente circula por la barra de aluminio dentro del campo magnético creado por los imanes, aparece una fuerza que empuja la barra en línea recta a lo largo de los imanes. Como resultado, la barra no gira, sino que avanza directamente. Al invertir la pila, cambia el sentido de la corriente y, con ello, también cambia el sentido de la fuerza, haciendo que la barra se desplace en la dirección opuesta.
De un pequeño experimento a un tren de 600 km/h
La misma fuerza que mueve esta pequeña barra de aluminio es la que impulsa a un tren de levitación magnética a más de 600 km/h: la fuerza electromagnética. En un tren real, esta fuerza se genera entre los imanes superconductores del vehículo y las bobinas instaladas en la vía, permitiendo que el tren flote y avance sin necesidad de ruedas.
¿No resulta increíble pensar que un sencillo experimento del tamaño de tu mano funciona exactamente con el mismo principio que uno de los medios de transporte más avanzados del mundo?
Si no funciona a la primera, prueba a añadir más imanes o a fabricar una barra de aluminio más ligera. También puedes plantearte un nuevo reto: ¿cómo podrías construir un circuito para que esta barra diera una vuelta completa sin detenerse? Pensarlo en familia puede ser tan divertido como el propio experimento.
¡Anímate a descubrir en casa la tecnología que mueve los vehículos del futuro!
¿Sabías que los motores lineales también se utilizan en objetos tan cotidianos como las afeitadoras eléctricas?
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