Возможно ли заставить железный предмет в невесомости вращаться вокруг магнита по его собственной маленькой но орбите?

Question

Предположим что мы находимся на МКС, у нас есть шаробразный магнит и обычный металлический шарик, по весу примерно 5% от веса магнита. Если оставить магнит парящим в невесомости и под правильным углом и с нужной силой бросить к магниту железный шарик, будет ли он вращаться по своей орбите вокруг этого магнита?

Answer 1

1) Вращение происходит не одного тела вокруг другого, а обоих тел вокруг общего центра тяжести.
2) Для этого магниты не нужны. Свяжите предметы ниткой, раскрутите систему.
3) В принципе, магнитное поле может сыграть роль нитки. Взять два магнита, повернуть разными полюсами друг к другу - они начнут притягиваться. Но если раскрутить, возникает центробежная псевдосила, которая компенсирует притяжение.

Answer 2

Не задумывался. Теоретически да, но обычный металлический шарик упадет на магнит раньше, чем сделает полоборота вокруг магнита. Банально закончится его энергия. Если же рассматривать состояние сверхпроводимости вакума и ряда других условий - почему бы нет.

Answer 3

конечно нет. какую бы форму не имел магнит у него два полюса. как бы вы не бросали тело, оно будет втянуто в область где силовые линии магнитного поля гуще, т. е. будет притянуто к одному из полюсов. а вот зависнуть над сверхпроводником магнит может, см. ЭФФЕКТ МЕЙСНЕРА.

Answer 4

Форма магнита безразлична. Кроме того, я заране подразумеваю, что магнит у тебя вращаться НЕ должен, т. к. тебе интересно, как летящий шарик будет взаимодействовать с РАЗНЫМИ его полюсами.

А ответ зависит от количества полюсов магнита и отношения радиуса орбиты к расстоянию между полюсами. Например, если полюсов только два, и радиус орбиты сравним с размерами магнита (или даже меньше) , то шарик будет в двух точках орбиты испытывать сильное тяготение, а в промежутке между полюсами - почти никакое. Разница между этими усилиями окажется так велика, что шарик лавинобразно "сорвется" к магниту, пролетая мимо его полюса.
Если радиус орбиты во много раз больше размеров магнита (разумется, скорость движения нужно сильно снизить) , тогда шарик будет испытывать почти равномерное тяготение к ОБОИМ полюсам на всем протяжении орбиты. В таком случае устойчивое движение станет возможным, только форма орбиты будет эллиптической.
Вблизи магнита устойчивое движение возможно, если у магнита много полюсов. Орбита приобретет вид "цветочка", станет волнобразной.

А точно рассчитать предельно допустимые для орбитального движения параметры - выше моих возможностей, поэтому я даю только общий, "умозрительный" ответ.

Кстати, если подобрать подходящие условия и заставить шарик летать по орбите, то сам шарик неизбежно ТОЖЕ будет вращаться - в ту же сторону, и во столько же раз быстре, сколько у магнита полюсов. Его поведение будет напоминать движение зацепленных шестерен