Compass Confusion: The Answers

Zobacz pytanie tutaj

Można porównać ziemskie pole prawie dipolowe do krótkiego magnesu z jego południowym „biegunem” magnetycznym skierowanym w stronę północnego bieguna geograficznego Ziemi. Biegun magnetyczny igły kompasu jest definiowany jako koniec „szukający północy”, tj. koniec, który „szuka” (wskazuje ogólnie w kierunku) północnego bieguna geograficznego.

Pole magnetyczne Ziemi (wyidealizowane). Strzałki pokazują kierunek wskazywany przez kompas. Z Eldridge, John A. College Physics, 3rd ed., Wiley, 1947. Użyto za zgodą.

Małe kompasy kieszonkowe mają magnetyczną wskazówkę igłową, wyważoną na ostrym czopie. W użyciu, obudowa kompasu jest trzymana w płaszczyźnie poziomej. Na półkuli północnej pole magnetyczne opada w dół w kierunku północy (kąt zanurzenia), co spowodowałoby, że wskazujący północ koniec igły opadłby w dół. Aby temu zapobiec, kompasy przeznaczone do użytku na półkuli północnej mają południowy koniec igły obciążony w celu zrównoważenia go. Jeśli kompas z półkuli północnej jest używany na półkuli południowej, południowy koniec igły będzie opadał dużo bardziej, ponieważ jest to ważony koniec, a linie pola opadają w kierunku południowym. Igła prawdopodobnie przeciągałaby się po podstawie kompasu. Proste kompasy do użytku na południowej półkuli mają północny koniec igły obciążony, aby temu zapobiec. W rzeczywistości, producenci kompasów dostosowują je do pięciu oddzielnych stref geograficznych.

Kompasy magnetyczne używane przez odkrywców amerykańskiego Zachodu były ważone do użytku w Ameryce Północnej. Dziś można kupić kompasy z „globalnymi igłami”, które działają równie dobrze na obu półkulach. Mają one podwójny system, obracający magnesy i igłę osobno, ale sprzężony. Pochylenie wewnętrznego magnesu nie powoduje pochylenia igły. Ponieważ kompas naszego odkrywcy był tak stary, nie miał tego nowszego mechanizmu.

Ten schemat pokazuje wewnętrzne działanie nowoczesnego kompasu globalnego. Magnes na 64, igła na 42. Łożyska z klejnotami na 46, 50 i 52. Z patentu USA 7,194,814 B2. Użyto za zgodą.

Kompasy do określania dokładnego kierunku w odniesieniu do map są zazwyczaj trzymane poziomo, a niektóre mają urządzenia do obserwacji punktów orientacyjnych na horyzoncie. Gdyby nasz odkrywca był bardziej obeznany z fizyką, mógłby spróbować trzymać swój kompas nachylony pod kątem, aż igła poruszałaby się swobodnie. Podnosząc go powoli do poziomu, uważając, by nie obrócić go wokół osi pionowej, mógł prawidłowo odczytać namiary kompasu. Czy to będzie działać zależało od tego, jak igła magnetyczna została zawieszona.

To pytanie pojawia się często w sieci, często z mylącymi i błędnymi odpowiedziami. Ludzie pytają: „Czy kompas magnetyczny, którego używam w USA, będzie również działał w Australii?”. Jedna odpowiedź, którą widziałem, brzmiała „Potrzebujesz jednego z igłą namagnesowaną w drugą stronę, więc wskazuje południe zamiast północy”. To mógł być żart. Prawdą jest, że w pobliżu biegunów magnetycznych proste kompasy magnetyczne są mniej czułe, ponieważ poziomy składnik pola ziemi jest słabszy tam. W północnej Kanadzie i południowej Australii kompasy magnetyczne działają słabo. Ale północny koniec wskazuje na północ na średnich szerokościach geograficznych na obu półkulach. //

Feedback jest doceniane od czytelników. Jeśli masz ulubioną zagadkę fizyczną, która nie jest dobrze znana, nie można jej łatwo znaleźć w sieci lub w wielu opublikowanych książkach z problemami fizycznymi, wyślij ją do dsimanek lhup.edu. Dołącz również swoją odpowiedź, jeśli ją posiadasz. Jeśli zostanie ona wykorzystana, uznamy ją. Szczególnie lubię zagadki, które można rozwiązać za pomocą wnikliwych i prostych argumentów, najlepiej z minimalną ilością matematyki.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *