by 
Γιατί μας ενδιαφέρει: Ένας μαγνήτης ελεύθερος μέσα σε μαγνητικό πεδίο ισορροπεί παράλληλα με τη ένταση του πεδίου. Το μαγνητικό πεδίο ασκεί δύναμη που είναι πάντοτε κάθετη στην ένταση του. Άρα στο αριστερό Σχήμα οι διευθύνσεις των δυνάμεων (με πράσινο χρώμα) στους πόλους του μαγνήτη έχουν σχεδιαστεί λανθασμένα. Στο δεξιό Σχήμα οι δυνάμεις έχουν σχεδιαστεί σωστά. Γιατί;
Στο Σχήμα φαίνεται ένα κατακόρυφο, ορθογώνιο, αγώγιμο πλαίσιο, που διαρρέεται από ρεύμα 
Η απάντηση υπάρχει εδώ: Μαγνητική δύναμη παράλληλη με το μαγνητικό πεδίο; – Πρότυπα Θέματα Φυσικής
Καλημέρα Ανδρέα. Δύο απορίες: α. δεν καταλαβαίνω τις τέσσερις δυνάμεις που δέχεται ο μαγνήτης στο σχήμα που δίνεις ως σωστό και β. στις οριζόντιες πλευρές του πλαισίου δεν ασκούνται δυνάμεις Laplace;
Αποστόλη καλησπέρα.
Σε ευχαριστώ πολύ για τις παρατηρήσεις σου.
Ήδη τις έχω λάβει υπόψη μου.
Σχετικά με τις δυνάμεις που δέχεται ο μαγνήτης: Όπως αναφέρεται στην απάντηση, ο μαγνήτης μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελείται από ορθογώνια ρευματοφόρα πλαίσια, παράλληλα μεταξύ τους, κάθετα στον άξονα του μαγνήτη (δες Σχήμα). Άρα οι δυνάμεις στο μαγνήτη είναι παρόμοιες με τις δυνάμεις σε καθένα από αυτά τα πλαίσια.
Γεια σου και πάλι Ανδρέα. Με προβληματίζει η ερμηνεία που δίνεις με την κίνηση των ηλεκτρονίων. Το φαινόμενο σχετίζεται, αν δεν κάνω λάθος, με τον προσανατολισμό των spin των ηλεκτρονίων στο μαγνητικό πεδίο.
Αποστόλη σε ευχαριστώ και για αυτή την εύστοχη παρατήρησή σου.
Θα πρέπει να διευκρινιστεί ότι, στο πλαίσιο της συγκεκριμένης ανάρτησης και μόνο, για τον προσδιορισμό της δύναμης που ασκείται από το μαγνητικό πεδίο στο μαγνήτη υιοθετείται η άποψη ότι “Σύμφωνα με τον Ampere το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η μοναδική πηγή των μαγνητικών φαινομένων.” όπως προκύπτει από το εξής σχετικό χωρίο του σχολικού βιβλίου: “Λίγο αργότερα, ο Γάλλος φυσικός Ampère, κάνοντας ένα βήμα μπροστά, υποστήριξε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η μοναδική πηγή των μαγνητικών φαινομένων.” (Φυσική Γ’ Λυκείου 2ο Τεύχος, Ενότητα 4.1, Εισαγωγή). Δηλαδή η Απάντηση που παραθέτω περιορίζεται απλώς σε αυτή την υπόθεση και δεν αποτελεί ερμηνεία του σιδηρομαγνητισμού.
(Η επισήμανση με bold των λέξεων “μοναδική πηγή” υπάρχει στην Απάντηση που παραθέτω.)
Καλημέρα παιδιά.
Ανδρέα δυο εικόνες:
Αριστερά το Β είναι κάθετο στο επίπεδο του αγωγού. Οι δυνάμεις είναι όπως είπες.
Δεξιά δεν ισχύει αυτό. Η συνισταμένη των δυνάμεων δεν βρίσκεται στο επίπεδο του βρόχου. Σε κάποιες περιπτώσεις έχει τη διεύθυνση του Β αλλά ποιου Β;
Του Β στο κέντρο του πλαισίου. Αυτό αν έχουμε συμμετρία.
Ένα τρισδιάστατο σχήμα:
Με πράσινο βλέπουμε τα Β.
Με κόκκινο τις δυνάμεις Λαπλάς.
Η συνισταμένη των δυνάμεων Λαπλάς έχει τη διεύθυνση του μπλε άξονα.
Γιάννη αν έχω καταλάβει καλά, η δεύτερη περίπτωση που εξετάζεις είναι αυτή: Πηνίο και Μαγνήτης – Υλικό Φυσικής – Χημείας
Ανδρέα δεν είχα δει την ανάρτηση.
Διαβάζοντάς την βλέπω ανάλογη περιγραφή.
Οπότε μια μαγνητική βελόνα περιβάλλεται από μαγνητικό πεδίο που δεν είναι ομογενές. Ασκεί επομένως δυνάμεις που δεν ανήκουν στο επίπεδο του αγώγιμου βρόχου.
Τι δυνάμεις δέχεται επομένως;
Έχω μπερδευτεί με το γιατί η αριστερή εικόνα είναι λάθος. Βρίσκω:
Η τρίτη φωτογραφία είναι από βιντεοπείραμα που δείχνει και την ταλάντωση της βελόνας.
Τι δυνάμεις δέχεται η βελόνα;
Εδώ πάλι τι γίνεται;
Η δύναμη δεν είναι κατακόρυφη ώστε να εξουδετερώσει το βάρος;
Δεν έχει τη διεύθυνση του άξονα της βίδας ή του άξονα του κυλίνδρου;
Γιάννη καλημέρα.
Σχετικά με την παρατήρησή σου: “Έχω μπερδευτεί με το γιατί η αριστερή εικόνα είναι λάθος.“, αν καταλαβαίνω καλά αναφέρεσαι στην αριστερή Εικόνα της παρούσας ανάρτησης,
Απάντηση: Όπως αναφέρεται στην ανάρτηση και φαίνεται στην Εικόνα, το μαγνητικό πεδίο είναι ομογενές και παράλληλο με τον άξονα του μαγνήτη. Στην Εικόνα λοιπόν οι δυνάμεις έχουν σχεδιαστεί λανθασμένα, διότι “Σύμφωνα με τον Ampere το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η μοναδική πηγή των μαγνητικών φαινομένων” και γι’ αυτό η μαγνητική συμπεριφορά του μαγνήτη οφείλεται σε ηλεκτρικά ρεύματα. Άρα οι μαγνητικές δυνάμεις που ασκούνται στους μαγνήτες είναι δυνάμεις Laplace, που πάντοτε είναι κάθετες στην ένταση του μαγνητικού πεδίου. Στην Εικόνα ωστόσο έχουν σχεδιαστεί παράλληλα με το μαγνητικό πεδίο.
Όταν το πεδίο είναι ανομοιογενές και συμμετρικό γύρω από τον άξονα του μαγνήτη, το αναλύουμε σε μια συνιστώσα κατά μήκος του άξονα του μαγνήτη και μια συνιστώσα κάθετα στον άξονα.
Από τη συνιστώσα κατά μήκος του άξονα προκύπτουν δυνάμεις Laplace κάθετα στον άξονα, όπως ακριβώς στην προηγούμενη περίπτωση του ομογενούς, μαγνητικού πεδίου. Αν οι δυναμικές γραμμές είναι συμμετρικές γύρω από τον άξονα του μαγνήτη, αυτές οι συνιστώσες ανά δύο αλληλοεξουδετερώνονται, όπως στη περίπτωση του ομογενούς πεδίου.
Από τη συνιστώσα του μαγνητικού πεδίου κάθετα στον άξονα του μαγνήτη προκύπτουν, κατά μήκος του άξονα του μαγνήτη, δυνάμεις στα ρευματοφόρα “πλαίσια” από τα οποία αποτελείται ο μαγνήτης. Επειδή αυτές οι δυνάμεις έχουν την ίδια φορά, δεν αλληλοεξουδετερώνονται και γι’ αυτό τελικά προκύπτει μη μηδενική συνισταμένη κατά μήκος του άξονα του μαγνήτη.
Καλημέρα Ανδρέα.
Ας πάμε σε ομογενές μαγνητικό πεδίο. Κάθε ένα από τα πλαίσια που σχεδίασες δέχεται 4 δυνάμεις που καταλήγουν σε ένα ζεύγος.
Όλα τα ζεύγη αυτά καταλήγουν σε ένα ζεύγος που δέχεται ο μαγνήτης και αυτό τείνει να τον περιστρέψει ώστε ο άξονάς του να γίνει παράλληλος με το Β.
Ισοδυναμεί με ένα σύστημα δύο παράλληλων και ίδιου μέτρου δυνάμεων όπως στο σχήμα:
Ισοδυναμεί διότι οι δύο αυτές δυνάμεις δίνουν ίδια ροπή με τα παραπάνω απειράριθμα ζεύγη.
Στην εικόνα βλέπουμε δύο απολύτως ισοδύναμα ζεύγη:
Γιάννη καλησπέρα.
Ποια είναι η προέλευση των δύο δυνάμεων που είναι παράλληλες με το μαγνητικό πεδίο;
Ανδρέα καμία προέλευση.
Αποτελούν ένα ισοδύναμο σύστημα. Δηλαδή:
Το σύστημα των δύο πράσινων δυνάμεων είναι ισοδύναμο με το σύστημα των δύο κόκκινων.
Επιλέγεις το σύστημα που σε βολεύει.
Στην περίπτωση του μαγνήτη βολεύει να σχεδιάζουμε δυνάμεις που έχουν τη διεύθυνση του Β ώστε να μην κάνουμε διάκριση μεταξύ ομογενούς και μη ομογενούς.
Λόγου χάριν στη φωτογραφία με τη βίδα η εξήγηση που έδωσες ήταν μακροσκελέστατη, εμπλέκοντας το μη ομογενές πεδίο. Θα ήταν και ισοδύναμη περιγραφή και ευκολότερη αν σχεδιάζαμε δυνάμεις στους πόλους που να κατευθύνονταν στον μαγνήτη.
Τέτοιες αφαιρέσεις κάνουμε συνέχεια. Σχεδιάζουμε λ.χ. την έλξη που δέχεται μια σφαίρα φορτισμένη στο κέντρο της χωρίς να ασχολούμαστε με τις στοιχειώδεις δυνάμεις.
Έχεις μεταφράσει τον Άρονς και φυσικά θυμάσαι αυτό που λέει ότι τα μεγέθη είναι ανθρώπινες επινοήσεις.