磁石についての質問

磁石についての質問

みぎひだり さんの書込 (2005/01/18(Tue) 17:09)

黒板にマグネット(フェライト磁石,はだかのもの)を貼り付けます. 全く同じマグネットをその上にくっつけます.

上のマグネットをひき離すと,上のマグネットだけが外れ,下のマグネットは黒板にはりついたままです.これはなぜですか?

上のマグネットを外すときそれにくっついて下のマグネットも外れそうな気がします. 下のマグネットは,(上の)マグネットよりも黒板から強い磁力で引かれていることになります.マグネットよりも黒板の方が強い磁力を出すのですか?

Re: 磁石についての質問

CO さんのレス (2005/01/18(Tue) 17:39)

こんにちは,みぎひだりさん.

みぎひだりさんがどのようなバックグラウンドをもっているのか教えて下さい. 高校生なのか,大学生なのか,物理をどの程度まで学んでいるのか etc.

この問題は単純化すれば,黒板とマグネットが引き合う力と,マグネットとマグネットが引き合う力をそれぞれ考えるということになるかな.

Re: 磁石についての質問

みぎひだり さんのレス (2005/01/19(Wed) 13:04)

私は高1です.

高校の物理は全く習っていません. よろしくお願いします.

Re: 磁石についての質問

CO さんのレス (2005/01/19(Wed) 17:52)

上にも書いたように,単純に考えると次の二つの力を比較することになります.

  1. 黒板とマグネットが引き合う力. ( = F_1 )
  2. マグネットとマグネットが引き合う力. ( = F_2 )

今の場合 F_1 > F_2 なので,みぎひだりさんが試したような結果がでたのでしょう. 黒板とマグネットが引き合うのは,黒板が一時的に磁石のようになるからです.(磁化するといいます) おそらく,黒板の裏地(?)が鉄などの磁石になりやすい性質の金属でつくられていたのだと思います.

では,常にこのような結果が得られるのでしょうか? 黒板でなく,別な金属でも試してみてください. 磁石に引きつけられる力の弱い金属に二つのマグネットを貼り付けて同じ実験をしてみると,今度は二つのマグネットがくっついたまま取れるのではないでしょうか. この場合は F_1 < F_2 だったということです.

> マグネットよりも黒板の方が強い磁力を出すのですか?

黒板が磁力を出すという言葉遣いはあんまりしないかな・・. 上にも書いたように,マグネットが出す磁力で黒板が一時的に磁石になります.

みぎひだりさんはとても面白いところに着眼されましたね! 高校一年生だということで,これからが楽しみです. :)

Re: 磁石についての質問

みぎひだり さんのレス (2005/01/19(Wed) 21:14)

ありがとうございました.

でもまだよく分からないのは,元々磁石であるものよりも,一時的に磁石になる(磁化する)黒板の方が,強い磁石になる,というところです.

黒板の裏地(?)が鉄などの磁石になりやすい性質だから,というお答えですが,「磁石になりやすい」ものが,もともと磁石であるものよりも,より強い磁石である,(変な言い方ですが)というのは,考えれば考えるほど分かりません.

それと「F1」とかはどうやって書くのですか.

Re: 磁石についての質問

崎間 さんのレス (2005/01/20(Thu) 02:07)

> 黒板の裏地(?)が鉄などの磁石になりやすい性質だから,というお答えですが, > 「磁石になりやすい」ものが,もともと磁石であるものよりも, > より強い磁石である,(変な言い方ですが)というのは, > 考えれば考えるほど分かりません.

とりあえず実験事実として,「黒板とマグネットのほうが,マグネット同士よりも強い力で引きつけられている」ということは真実ですよね.フェライトは酸化鉄 \mathrm{Fe_2 O_3} を主成分とします.黒板の成分がなにかは知りませんが,そのあたり調べてみるとおもしろいですね.

僕も磁性について詳しくはないですが,キーワードとして「磁性」,「強磁性」,「常磁性」,「磁化率」を挙げておきます.みぎひだりさんが黒板とマグネットに対すして抱いた不思議は,素晴しいものだと思います.これをきっかけに,物理の世界にどっぷり漬かってください♪

> それと「F1」とかはどうやって書くのですか.

この掲示板のみの特別な機能です(COさんの手によります). <tex>F_1<tex> と書けば,Fに1が下付きされた記号として表示されます. 実際には,上の<と>を半角でお書き下さい.さらに詳しくは

を参照されてください.

Re: 磁石についての質問

CO さんのレス (2005/01/20(Thu) 02:21)

> でもまだよく分からないのは,元々磁石であるものよりも, > 一時的に磁石になる(磁化する)黒板の方が,強い磁石になる,というところです. > 黒板の裏地(?)が鉄などの磁石になりやすい性質だから,というお答えですが, > 「磁石になりやすい」ものが,もともと磁石であるものよりも,より強い磁石で > ある,(変な言い方ですが)というのは,考えれば考えるほど分かりません.

うーん,なるほど.確かに上の説明では F_1 のほうが大きくなる理由がわかりませんね. そこのところ,もう少し詳しく考えてみます.m(__)m

ところで,私も再現しようと実験してみたのですが確認できていません. 磁石を外すとき,垂直に力を加え,ねじったりせずに持ち上げていますか? 余計な力を加えると,磁石と磁石が外れやすくなると思います.

Re: 磁石についての質問

やかん さんのレス (2005/01/20(Thu) 14:25)

みぎひだりさん,COさん,崎間さん,こんにちは. > でもまだよく分からないのは,元々磁石であるものよりも, > 一時的に磁石になる(磁化する)黒板の方が,強い磁石になる,というところです.

おお,確かに不思議だなあ.普通に考えると磁石同志の方が強そうな・・. 黒板って,ホワイトボードとは違いますか?ホワイトボードだと表面つるつるで細かい接触面積の合計が大きいからとか?ボードは平面なので磁石のぎりぎりはじまでくっついているからとか(磁石同志だとずれて乗っかっていたり,角が削ってあったりするとか),COさんのおっしゃるように,とる時のわずかにねじれた力の伝わりが,磁石間の方が大きくて,磁石間の大きな引力以上に影響するから,かなあ.

Re: 磁石についての質問

みぎひだり さんのレス (2005/01/20(Thu) 18:34)

COさんありがとうございました.

>ところで,私も再現しようと実験してみたのですが確認できていません. >磁石を外すとき,垂直に力を加え,ねじったりせずに持ち上げていますか? >余計な力を加えると,磁石と磁石が外れやすくなると思います.

わたしがやると,どうやっても(垂直に,ねじらずに持ち上げても)磁石と磁石が外れます.つまり F1>F2 です.

COさんが実験したのは黒板ですか? 冷蔵庫のかべでやるともっと F1>F2 になります.

Re: 磁石についての質問

CO さんのレス (2005/01/22(Sat) 17:18)

> わたしがやると,どうやっても(垂直に,ねじらずに持ち上げても)磁石と磁石が外れます.つまり F1>F2 です. > COさんが実験したのは黒板ですか? > 冷蔵庫のかべでやるともっと F1>F2 になります.

実験をしたのはホワイトボードですが,その前に純粋なフェライト磁石を手に入れられていません.(^^; 東急ハンズにでも行って,買ってこようと思います.

F1 > F2 は強磁性体の性質として説明できる..(?

Re: 磁石についての質問

ken さんのレス (2005/01/22(Sat) 18:29)

みぎひだりさん,COさん,崎間さん,やかんさんこんばんわ.

>実験をしたのはホワイトボードですが,その前に純粋なフェライト磁石を手に入れ >られていません.(^^;

そういえば,磁石の磁力はいろいろあるようですね. 同じ種類の磁石でも,作られてから時間がたっているほど磁力は弱まるし, 温度が高ければ磁力は弱まる.,(お茶やコーヒーなど沸騰したお湯をこぼして キュリー温度を超えると完全に磁力を失う) 超強力な磁石というのもあるらしいです. 1年ほど前に,インターネット上のある日記で,水道水をろ過する目的で 超強力な磁石を手に入れた話を読んだことがあります. なんでも1cmの厚みの発砲スチロール板を間に挟んで鉄と磁石をくっつけても, はがすのに苦労するほど強力なのがあるらしいです. これほど強力だと, F_2 の値が大きくなることでしょう.

ホワイトボードも,ホームセンターで売っている,単なる塗装した鉄板なら ともかく,大学や会社で使われているコピー機能付のものだと, 表面はフィルムなので,これがはさまれる分 F_1 は小さいかもし れません.

Re: 磁石についての質問

崎間 さんのレス (2005/01/22(Sat) 19:14)

あ,強力な磁石といえば,パソコンのハードディスクドライブ(HDD)の中の永久磁石がありますね.一時期壊れたパソコンを分解するのが趣味で,たまにHDDも分解してました.HDDに使われている永久磁石は強力すぎて,怪我します.手のひらをはさんでくっつけたりしてると(耳たぶを怪我した人もいました…).

Re: 磁石についての質問

CO さんのレス (2005/01/22(Sat) 19:41)

> あ,強力な磁石といえば,パソコンのハードディスクドライブ(HDD)の中の永久磁石がありますね.

そうなんですか! 家にこわれたHDDが何台かあるので分解してみます! (^^;

Re: 磁石についての質問

CO さんのレス (2005/01/22(Sat) 20:13)

研究室に落ちてたいらなそうなHDDを分解してみました. (^^; 確かに強力ですね..

HDDの分解は危険ですので,真似しないで下さい.

RE: 磁石についての質問

かつ さんのレス (2005/01/22(Sat) 20:14)

怪我するほど強力と言うと,Nd-Fe-B(ネオジュウム)か Sm-Co(サマリュウム・コバルト)でしょうね. 構造的な違いってのも在りますね.確か,環状ハルバッハ構造が一等強力だったハズ(聞きかじりで,余り定かでは無いので信用しないやうに ^^;)