O que é a Levitação?

O que é a Levitação?

Levitação (do latim levis, “leveza”) é um processo pelo qual um objeto pode ser levitado em uma posição estável, contrariando a gravidade usando uma força que seria exercida sem estar em contato com o objeto.

Embora muitas vezes considerado o resultado de processos paranormais (como ioga e parapsicologia), a levitação é um método comprovado para alcançar a levitação através de métodos científicos, como empurrar objetos para cima através de jatos de gás (invisíveis). (como air hockey) ou para baixo (como helicópteros, VTOLs e hovercraft); mesmo por força magnética.

A levitação é realizada fornecendo uma força ascendente para neutralizar a atração da gravidade (em relação à gravidade na Terra), além de uma pequena força estabilizadora que empurra o objeto desde que esteja a uma pequena distância de sua posição inicial até a posição inicial. A força pode ser uma força fundamental, como força magnética ou eletrostática, ou uma força de reação, como óptica, flutuante, aerodinâmica ou hidrodinâmica.

A suspensão não inclui flutuação na superfície de um líquido porque o líquido fornece suporte mecânico direto. A levitação exclui o voo pairado de insetos, beija-flores, helicópteros, foguetes e balões, pois os objetos fornecem sua própria antigravidade.
física
A levitação (na [Terra] ou em qualquer asteróide) requer uma força ascendente para neutralizar o [peso] do objeto para que o objeto não desça (acelere para baixo) ou suba (acelere para cima). Para estabilidade de posicionamento, qualquer pequeno deslocamento do objeto suspenso deve resultar em uma pequena mudança de força na direção oposta. {citation required|date=Dezembro 2014} Pequenas mudanças na força podem ser alcançadas através de campos de gradiente ou modulação ativa. Se o objeto for perturbado, ele pode oscilar em torno de sua posição final, mas seu movimento acabará diminuindo para zero devido aos efeitos de amortecimento. (No fluxo turbulento, os objetos podem oscilar infinitamente.)

As técnicas de levitação são ferramentas úteis na pesquisa em física. Por exemplo, os métodos de suspensão podem ser usados ​​para estudos de caracterização do fundido em alta temperatura porque eliminam os problemas de reação do vaso e permitem o decaimento do fundido profundo. A condição sem contêiner pode ser obtida suspendendo a força contra a gravidade em vez de deixar todo o experimento cair livremente.

Levitação magnética

Um supercondutor de alta temperatura suspenso acima de um ímã.
A levitação magnética é a forma mais comum e usada de levitação.

Materiais diamagnéticos são frequentemente usados ​​para fins de demonstração. Nesse caso, a força de retorno ocorre na interação com a seleção atual. Por exemplo, uma amostra supercondutora, que pode ser considerada um supercondutor diamagnético perfeito ou idealmente rígido, é facilmente levitada em um campo magnético externo. O supercondutor é primeiro aquecido intensamente e depois resfriado com nitrogênio líquido para levitar acima do diamagneto. Mesmo pequenos animais vivos podem ser levitados em campos magnéticos muito fortes por meio de levitação magnética inversa.

A grafite pirolítica pode ser suspensa colocando um quadrado fino acima de quatro ímãs de cubo, com o pólo norte formando uma diagonal e o pólo sul formando a outra.

Um trem maglev (Maglev) sai do Aeroporto Internacional Pudong de Xangai na primeira linha comercial de alta velocidade do mundo.
A levitação magnética está sendo desenvolvida para sistemas de transporte. Por exemplo, trens maglev incluem trens que são levitados por um grande número de ímãs. Como não há atrito nos trilhos, eles são mais rápidos, silenciosos e suaves do que os sistemas de transporte sobre rodas. A suspensão elétrica usa campos magnéticos.

Suspensão eletrostática
Na levitação eletrostática, um campo elétrico é usado para neutralizar a gravidade.

Suspensão pneumática
Na levitação aerodinâmica, a levitação é alcançada levitando um objeto no fluxo de ar criado ou agindo sobre o objeto. Por exemplo, uma bola de pingue-pongue pode ser suspensa com o fluxo de ar do vácuo definido como “bomba”. Se houver impulso suficiente, objetos muito grandes podem ser levitados usando esse método.

A suspensão de filme de ar
A tecnologia permite que objetos levitem contra a gravidade flutuando em uma fina película de gás formada pelo gás que flui através de uma membrana porosa. Usando esta técnica, o fundido de alta temperatura pode ser mantido limpo e deve ser super-resfriado. [1] Um exemplo comum de uso geral inclui o air hockey, onde o “puck” é levantado por uma fina camada de ar. Hovercraft também usa essa técnica, criando grandes áreas de ar de alta pressão abaixo deles.

A levitação acústica
A levitação acústica usa ondas sonoras para fornecer levitação.

A suspensão óptica
A levitação óptica é uma técnica na qual um material é levitado contra a gravidade descendente por uma força ascendente transmitida pelo momento linear do fóton (pressão de radiação).

Suspensão
Gases de alta pressão podem ser mais densos do que alguns sólidos. Portanto, eles podem ser usados ​​para suspender objetos sólidos por flutuabilidade. [3] Os gases inertes são preferidos devido à sua não reatividade. O xenônio é o gás nobre não radioativo mais denso, com 5,889 gramas por litro. O gás xenônio é usado para suspender polietileno a uma pressão de 154 atmosferas.

Tropas de Casimiro
Os cientistas descobriram uma maneira de levitar objetos ultrapequenos manipulando a chamada força de Casimir, que normalmente mantém os objetos juntos devido a forças previstas pela teoria quântica de campos. No entanto, isso só funciona para objetos minúsculos.

Trem Maglev
A levitação magnética é usada para suspender trens sem tocar nos trilhos. Isso permite velocidades muito altas e reduz bastante os requisitos de manutenção da pista e do veículo, pois ocorre menos desgaste. Isso também significa que não há atrito, então a única força que atua sobre ele é a resistência do ar.

A suspensão de animais

Antimagnético: Levitação de sapos vivos.
Os cientistas usaram eletroímãs supercondutores poderosos para levitar sapos, gafanhotos e camundongos, produzindo repulsão diamagnética da água do corpo. Os camundongos agiram primeiro, mas após cerca de quatro horas se acostumaram à suspensão, sem efeito imediato.

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