Compass Confusion: De Antwoorden

Zie de vraag hier

Het bijna-dipoolveld van de aarde kun je vergelijken met een korte magneet waarvan de zuidmagnetische “pool” gericht is naar de noordelijke geografische pool van de aarde. De magnetische pool van een kompasnaald is gedefinieerd als het “noordzoekende” uiteinde, d.w.z. het uiteinde dat “zoekt” (in het algemeen naar) de noordelijke geografische pool wijst.

Magnetisch veld van de aarde (geïdealiseerd). Pijlen geven de richting aan die een kompas wijst. Uit Eldridge, John A. College Physics, 3rd ed., Wiley, 1947. Gebruikt met toestemming.

Kleine zakkompassen hebben een magnetische naaldwijzer die op een scherpe spil balanceert. Bij gebruik wordt het kompas in een horizontaal vlak gehouden. Op het noordelijk halfrond daalt het magnetisch veld naar het noorden (de diphoek), waardoor het naar het noorden wijzende uiteinde van de naald naar beneden zou kunnen vallen. Om dit te voorkomen is bij kompassen voor het noordelijk halfrond het naar het zuiden wijzende uiteinde van de naald verzwaard om het in evenwicht te houden. Als een kompas van het noordelijk halfrond wordt gebruikt op het zuidelijk halfrond, zal het zuidelijke uiteinde van de naald veel meer naar beneden vallen, omdat dat het verzwaarde uiteinde is en de veldlijnen naar het zuiden neigen. De naald zou waarschijnlijk slepen op de basis van het kompas. Eenvoudige kompassen voor gebruik op het zuidelijk halfrond hebben het naar het noorden wijzende uiteinde van de naald verzwaard om dit te voorkomen. In feite worden kompassen door fabrikanten op maat gemaakt voor vijf verschillende geografische zones.

Magnetische kompassen die door ontdekkingsreizigers in het Amerikaanse westen werden gebruikt, waren verzwaard voor gebruik in Noord-Amerika. Tegenwoordig kan men kompassen kopen met “wereldnaalden” die op beide halfronden even goed werken. Ze hebben een dubbel systeem, waarbij de magneten en de naald afzonderlijk scharnieren, maar wel gekoppeld zijn. Het kantelen van de interne magneet doet de naald niet kantelen. Omdat het kompas van onze ontdekkingsreiziger zo oud was, beschikte het niet over dit nieuwere mechanisme.

Dit schema toont de innerlijke werking van een modern globaal kompas. Magneet op 64, naald op 42. Juwelen op 46, 50 en 52. Uit US patent 7,194,814 B2. Gebruikt met toestemming.

Kompassen om nauwkeurig de richting te bepalen aan de hand van kaarten worden meestal horizontaal gehouden, en sommige hebben een voorziening om oriëntatiepunten aan de horizon waar te nemen. Als onze ontdekkingsreiziger meer verstand had gehad van natuurkunde, had hij kunnen proberen zijn kompas schuin te houden totdat de naald vrij bewoog. Door het dan langzaam horizontaal te houden en het niet om een verticale as te laten draaien, kon hij de kompaspeilingen correct aflezen. Of dit zou werken, zou afhangen van de manier waarop de magnetische naald was opgehangen.

Deze vraag duikt vaak op op het web, vaak met misleidende en verkeerde antwoorden. Mensen vragen: “Zal een magnetisch kompas dat ik in de VS gebruik ook werken in Australië?” Een antwoord dat ik heb gezien was: “Je hebt er een nodig met de naald omgekeerd gemagnetiseerd, zodat hij naar het zuiden wijst in plaats van naar het noorden.” Dit kan een grapje geweest zijn. Het is waar dat eenvoudige magnetische kompassen in de buurt van de magnetische polen minder gevoelig zijn, omdat de horizontale component van het aardveld daar zwakker is. In Noord-Canada en Zuid-Australië presteren magnetische kompassen slecht. Maar het naar het noorden wijzende uiteinde wijst op beide halfronden op middenbreedtegraden naar het noorden.

Feedback van lezers wordt op prijs gesteld. Als je een favoriete natuurkundige puzzel hebt die niet algemeen bekend is, niet gemakkelijk te vinden is op het web, of in de vele gepubliceerde natuurkundige probleemboeken, stuur hem dan naar dsimanek lhup.edu. Voeg ook je antwoord bij, als je er een hebt. Indien gebruikt, zullen we je crediteren. Ik hou vooral van puzzels die kunnen worden opgelost met inzichtelijke en eenvoudige argumenten, bij voorkeur met minimale wiskunde.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *