Lévitation Magnétique, le cas du Lévitron (TIPE/PSI)

[ripscienah]

Bonsoir à tous, dans le cadre du TIPE, je me suis penché sur la question de la stabilité d'une toupie Magnétique, à savoir le Lévitron. Cependant il sait avéré que le sujet était plus compliqué qu'il s'y paraissait.
Du coup c'est pour cela que j'écris cette article en espérant des réponses positives à mes quelques questions concernant l'effet gyroscopique et les effets magnétiques.

• Ma première question concerne simplement la force magnétique, il s'avère que c'est grâce à cette dernière que la toupie peut être stable verticalement (en partie du moins). Or cette force magnétique lorsque je la calcul donne deux positions possibles de stabilité verticale compensant le poids de ma toupie. Mais l'expérience me montre que seule une de ces positions vérifient la stabilité verticale (celle à environ 6.5 cm), ma question est donc pourquoi l'autre position a 3.5 cm ne permet une stabilité, la force d'Attraction est-elle encore trop grande?

• Ma seconde question concerne le puits magnétique crée par la ferrite de forme Torique, comment puis-je le calculer expérimentalement et théoriquement ? (bien que la partie théorique, mon prof de physique m'expliquera je pense).

Merci d'avance et please, ne soyez pas en mode "faire ton TIPE maintenant, tu aurais du t'y prendre bien avant, ... "

Bonne soirée à tous !
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[LPFR]

Bonjour.
Vous avez l’explication complète et détaillée dans cet article :
http://www.physics.ucla.edu/marty/levitron/spinstab.pdf

Pour le calcul du champ magnétique de la ferrite, il n’est pas faisable analytiquement. Il faut le calculer numériquement.
Il faut utiliser un logiciel spécialisé comme FEMM (gratuit).
Ou le mesurer. Faute de mieux, vous pouvez transformer votre smart phone en magnétomètre en téléchargeant une application (gratuite). Deux inconvénients : vous ne savez pas à quel endroit exact du smartphone se trouve le capteur, et il est possible que le capteur sature avec le champ de la ferrite. Car il est fait surtout pour le champ magnétique terrestre.
Au revoir.

[ripscienah]

Merci de votre réponse !
Pour l'article j'ai déjà travailler dessus, mais je ne comprends pas exactement tout !

Et pour ma première question, avez-vous une explication?

[LPFR]

Bonjour.
Je ne sais pas ce que représente la distance que vous utilisez.
Imagine que ce doit être la distance sur l’axe de symétrie de la ferrite.
Mais je veux être sûr avant de baratiner sur le sujet.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[ripscienah]

Bonsoir !
Autant pour moi, j'ai oublié de préciser le protocole de mon expérience.
Pour faire simple, j'ai pris la toupie que j'ai fais tenir grâce a une potence et que j'ai descendu cm par cm. La distance représente alors la distance entre l'aimant cylindrique de ma toupie et le haut de la ferrite torique.
Merci beaucoup

[LPFR]

Bonjour.
C’est bien ce que j’imaginais.
Les deux points que vous avez trouvé sont des points d’équilibre. Mais un est d’équilibre stable, comme un livre posé sur la table, et l’autre d’équilibre instables, comme un cayon posé sur sa pointe.
Autour du point à 6,5 cm, si la toupie descend, la force de répulsion augmente et repousse la toupie vers el haut.
Autour du point à 3,8 cm, si la poulie descend, la force diminue, la poulie tombe d’avantage, etc.
Au revoir.

[ripscienah]

Bonsoir !
C'est bien ce qu'il me semblait qu'il fallait faire une étude de stabilité !
En tout cas merci beaucoup pour toute vos explications, elles me sont d'une grande aide dans la compréhension du phénomène !

Bonne soirée

[verus rex aetherius]

Bonjour ripscienah,

En parcourant le forum, j'ai remarqué que vous aviez abordé un sujet de TIPE qui a retenu mon attention, car je travaille actuellement sur le Lévitron (Session 2024, Thèmes : Jeux, Sports). Si vous avez poursuivi vos recherches dans ce domaine, j'aimerais beaucoup échanger avec vous à ce sujet, en espérant que le vous de 2016 s'en est bien sorti.

Bonne journée