过往年少磁悬浮列车差点就没了！是谁拯救了曾被否决的磁悬浮技术？( 二 )

2020-07-04

讲了这么多，小伙伴们一定会疑惑，为什么旋转的物体会更加稳定呢？变化的磁场与静止的磁场有什么不同？首先我们要提到进动的概念。静止的磁铁在磁场中，一旦稍有歪斜，重力就无法与磁场的斥力平衡，在外力的作用下倾覆。而磁铁一旦像陀螺一样高速旋转起来，即便稍有歪斜，重力与磁场的斥力不平衡，它也不会瞬间倾覆，而是歪着头一边旋转，一边绕着圈，不停改变原来转轴的方向，这种特殊的运动被物理学家称为进动。这是因为物体将要如何运动不仅取决于受力的情况，还与物体的初始运动状态有关。之前的小磁铁是静止的，因此在不平衡的重力和斥力作用下它很难支撑住，就会倾倒；而现在小磁铁在不停地旋转，初始状态与之前完全不同，因此重力和斥力对它的作用效果自然也不相同。在受力情况一样的条件下，初始状态不同会使未来演化情况不同的现象被数学家称为微分方程的初值问题，十八世纪的数学家、物理学家、天文学家拉普拉斯就对初值问题颇有研究。以上解释了为什么高速旋转的物体能实现稳定的磁悬浮。不过，还有一个问题没有被解决，为什么不断变化的磁场也能实现稳定的悬浮呢？小磁铁无法靠静止的磁场悬浮是因为磁场是有方向的，永远从N极指向S极。上方靠斥力短暂悬浮的小磁铁只要稍有倾斜，就会顺着磁场的方向翻转，上下两磁体异种磁极相对，斥力转变为吸引力，在一瞬间紧紧地吸在一起。

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