Resumen

Halle la fuerza por la cual el tren maglev levita utilizando física moderna y gracias al efecto Meissner fue posible encontrarla, y de esta manera puedo hacer un prototipo a escala con unos pequeños imanes en una tabla de madera en la parte de abajo sigan leyendo el trabajo y encontraran la forma de poder hacer dicho prototipo

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Hallar la ciencia que se emplea cuando vemos a un tren levitar y a su vez saber quién es la persona que dio el salto a este gran descubrimiento poder crear un prototipo a escala

Antecedentes

El magnetismo o energía magnética es un fenómeno natural por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que tienen propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.

El magnetismo se da particularmente en los cables de electromatización. Líneas de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel.

El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.

El efecto meissner es el sustento de la levitación magnética tratada en este proyecto,

este se refiere a que cuando un superconductor se enfría por debajo de determinada temperatura, si se le aplica un campo magnético externo no demasiado fuerte, en el interior del superconductor el campo magnético se anula esto fue descubierto por Walter Meissner y Robert Ochsenfeld.

Tren de levitación magnética

El transporte de levitación magnética, o tipo maglev (del inglés magnetic levitation), es un sistema de transporte que incluye la suspensión, guía y propulsión de vehículos, principalmente trenes, utilizando un gran número de imanes para la sustentación y la propulsión a base de la levitación magnética.
Este método tiene la ventaja de ser más rápido, silencioso y suave que los sistemas de transporte público sobre ruedasconvencionales. La tecnología de levitación magnética tiene el potencial de superar 6440 km/h (4000 mph) si se realiza en un túnel al vacío. Cuando no se utiliza un túnel al vacío, el consumo de energía necesario para la levitación no suele representar una gran parte del total, ya que la mayoría del consumo de energía se emplea para superar la resistencia del aire, al igual que con cualquier otro tren de alta velocidad.
La mayor velocidad obtenida hasta ahora fue de 603 km/h en la ruta Yamanashi el 21 de abril de 2015. Unos días antes llegó a alcanzar los 590 km/h, el 16 de abril de 2015, en la misma ruta, siendo 15 km/h más rápido que el récord de velocidad del TGVconvencional.

A finales de los años cuarenta, el ingeniero eléctrico británico Eric Laithwaite, profesor del Imperial College de Londres, desarrolló el primer modelo funcional a tamaño real de un motor de inducción lineal. Fue nombrado profesor de ingeniería eléctrica pesada en el Imperial College en 1964, donde siguió desarrollando su modelo.4​ Los motores lineales no necesitan contacto físico entre el vehículo y la pista, por lo que se convirtieron en una parte corriente de los sistemas avanzados de transporte en las décadas de los sesenta y setenta.
El motor lineal era idóneo para el uso en los sistemas maglev. A inicios de los setenta, Laithwaite descubrió una nueva disposición de imanes, el “rio magnético”, que permitieron a un solo motor lineal producir empuje vertical y horizontal al mismo tiempo, lo que permitió a los sistemas maglev ser construidos con un solo conjunto de imanes.
El primer transporte que incorporó la tecnología maglev fue llamado sencillamente “MAGLEV” y fue inaugurado por primera vez en 1984 cerca de Birmingham, Inglaterra. Operó en una sección de monorraíl elevada a 600m del suelo entre el Aeropuerto de Birmingham y la Estación Internacional de Trenes de Birmingham, alcanzando velocidades de 42 km/h. El sistema fue clausurado en 1995 debido a problemas de fiabilidad.

La ausencia de contacto físico entre el carril y el tren hace que la única fricción sea con el aire, y esta se reduce al mínimo por su forma aerodinámica. Los trenes maglev pueden viajar a muy altas velocidades, con un consumo de energía elevado para mantener y controlar la polaridad de los imanes y con un bajo nivel de ruido (una ventaja sobre el sistema competidor llamado aerotrén), pudiéndose llegar a alcanzar 650 km/h, aunque el máximo probado en este tren es de 603 km/h. Estas altas velocidades hacen que los maglev puedan llegar a convertirse en competidores directos del transporte aéreo.
Como inconveniente destaca el alto costo de las líneas, lo que ha limitado su uso comercial. Este alto costo se deriva de varios factores importantes: el primero y principal es el altísimo costo de la infraestructura necesaria para la vía y el sistema eléctrico, y otro no menos relevante es el alto consumo energético.
Otros recorridos están en estudio, principalmente en China y Japón. En Alemania se ha desechado de momento la construcción de líneas maglev para pasajeros a causa de su oneroso costo de construcción y mantenimiento.

La principal ventaja de los Maglev es su altísimo rendimiento energético. Su sistema de suspensión y propulsión electromagnética y la ausencia de rozamiento hacen que estos trenes consuman mucho menos que los transportes convencionales.

La principal desventaja es que La principal barrera técnica de los Maglev radica en los problemas que surgen con los superconductores utilizados en la propulsión y levitación. La mayoría de los Maglev probados hasta la fecha utilizan motores síncronos con imanes de NbTi. Las temperaturas alcanzadas en funcionamiento por los imanes superconductores son muy elevadas teniendo que refrigerar hasta una temperatura de unos 4K° para mantener sus propiedades.

Las grandes ventajas que ofrece son las siguientes:

1. Debido a la falta de rozamientos, la velocidad máxima teórica que puede alcanzar es muy superior a la de un tren convencional.

2. Es un tren muy seguro, pues sus características constructivas hacen imposible el descarrilamiento.

3. Como no existe contacto entre las partes móviles, éstas apenas se desgastan. Además desaparece la catenaria. Todo esto facilita el mantenimiento de los vehículos y la vía.

4. Presenta niveles muy bajos de contaminación acústica.

5. La única fuerza que limita su avance es la resistencia del aire

Objetivo

Investigar cual es la ciencia que puede mover al tren, y de esta manera conocer la clase de fuerza se emplea para poder moverlo y demostrar que el gran tren magnético ya existente no contamina y ademas solo utiliza el magnetismo para poder recorrer grandes distancias en poco tiempo

Justificación

Quiero aprender de los trenes magnéticos que existen en Alemania y en Japón y con ello saber por que es que puede andar a un a velocidad máxima de 600 Km/h

Hipótesis

Sì podemos aprender como funciona el tren magnético entonces podremos hacer pequeños prototipos apartir de el la gran maquinaria que ya existe

Método (materiales y procedimiento)

MATERIALES:

2 placas de acrilico de 40 cm x 10 cm

12 imanes de ferrita de 7.5 cm x 2 cm

2 placas de acrilico 8 cm x 6 cm

Pegamento instantaneo

1 tabla de madera 50 largo x 12 ancho x 1.8 espesor

Taladro

Brocas

Palillos de banderilla

PROCEDIMIENTO

En la tabla de madera con el taladro y la broca del ancho de el palillo de banderilla seis agujeros a 5 cm de la orillas a lo largo a 1.5 cm de la orilla a lo ancho seran 4 agujeros desde las esquinas y entre esos agujeros se aharan otros dos en sus respectivos lados.

En los agujeros meteran palillos de banderilla estos seran un soporte para las placas de acrilico, acto seguido pegaran los imanes con el pegamento instantaneo con el espacio necesario para poder meter la placa de acrilico entre los palillos y los imanes(los imanes se tienen que repeler entre ellos al pegarlos,

Para poder hacer el carrito que avanzara en el riel se pegaran las dos placas pequeñas con dos imanes en el medio como un sandwich pero que se repelan con los del riel espera que se seque todo para poder probarlo.

Procura que quepa el carrito entre la placas de acrilico  grandes; yo ocupe unas cnaletas para que los imanes no se movieran lo mas minimo

Galería Método

Resultados

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Bibliografía

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography