Πέμπτη, 5 Σεπτεμβρίου 2019

Γιατί οι πυξίδες δείχνουν τον βορρά;

Η πυξίδα χρησιμοποιείται για προσανατολισμό από την αρχαιότητα, δίνοντας στον άνθρωπο την κατεύθυνση να ταξιδέψει, και αποκτώντας ανυπολόγιστη αξία στη ναυσιπλοΐα. Η μαγνητική πυξίδα είναι η πλέον διαδεδομένη, ενώ ξεχωρίζει και η γυροσκοπική χάρη στον ακριβέστερο εντοπισμό που επιτυγχάνει. Όπου και αν στέκεσαι στην Γη, κρατώντας μια πυξίδα στα χέρια μπορείς να κατευθυνθείς προς τον Βόρειο Πόλο. Πως καταφέρνει όμως ο δείκτης και βρίσκει πάντα τον βορρά;

Από κατασκευαστικής άποψης, η απλούστερη πυξίδα είναι μια μαγνητισμένη μεταλλική βελόνα τοποθετημένη κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα. Ο ελαφρύς, μαγνητισμένος δείκτης είναι τοποθετημένος σε έναν άξονα περιστροφής με πολύ χαμηλή τριβή και σφραγισμένος σε ένα κύλινδρο γεμάτο υγρό. Η κατασκευή αυτή είναι ενσωματωμένη στην κάρτα πυξίδας, όπου αναγράφονται τα σημεία του Βορρά, του Νότου, της Δύσης και της Ανατολής και τα μεταξύ τους σημεία (βορειοανατολικά, νοτιοανατολικά, βορειοδυτικά και νοτιοδυτικά). Στο ένα άκρο της βελόνας συνήθως είναι σημειωμένο το γράμμα ''Ν'' (North= Βορράς), ή είναι έγχρωμο, ώστε να σηματοδοτεί το που βρίσκεται ο Βορράς. 

Όπως εύκολα υποθέτει κανείς από το όνομά της, η μαγνητική πυξίδα λειτουργεί με βάση τον μαγνητισμό. Ένας μαγνήτης δημιουργεί γύρω του ένα πεδίο, εντός του οποίου ασκούνται ελκτικές και απωστικές δυνάμεις σε άλλα υλικά. Όλοι οι μαγνήτες είναι δίπολοι και αποτελούμενοι από τον βόρειο και το νότιο πόλο, ενώ οι ετερώνυμοι πόλοι έλκονται και οι ομώνυμοι απωθούνται. 


Η Γη συμπεριφέρεται σαν να την διαπερνά ένας γιγάντιος ραβδόμορφος μαγνήτης δημιουργώντας μαγνητικό πεδίο σε όλη την έκτασή της. Θα πρέπει να διαχωρίσουμε, ωστόσο, τους μαγνητικούς πόλους της Γης από τους γεωγραφικούς, καθώς στην πραγματικότητα είναι οι ακριβώς αντίθετοι. Στον γεωγραφικό Βόρειο Πόλο, κοντά στην Αρκτική, υπάρχει o νότιος μαγνητικός πόλος της Γης, και αντίστοιχα στον γεωγραφικό Νότιο Πόλο, κοντά στην Ανταρκτική, εντοπίζεται ο βόρειος μαγνητικός πόλος. Η πυξίδα δείχνει τον γεωγραφικό Βορρά επειδή ο βόρειος πόλος της μαγνητισμένης βελόνας της έλκεται από το νότιο πόλο του ενσωματωμένου μαγνήτη της Γης, ως ετερώνυμος. 

Αξίζει να σημειώσουμε, επιπλέον, πως το μαγνητικό πεδίο της Γης στην επιφάνειά της είναι αρκετά αδύναμο σε σύγκριση με άλλες δυνάμεις όπως η βαρύτητα και η τριβή. Για να μπορέσει η πυξίδα να επιδείξει τις σχετικά μικρές επιπτώσεις του μαγνητισμού στην Γη, πρέπει να ελαχιστοποιηθούν οι επιπτώσεις των άλλων δυνάμεων. Για το λόγο αυτό, οι βελόνες στην πυξίδα είναι ελαφρές ώστε η βαρύτητα να έχει μικρότερη επίδραση και τοποθετούνται σε ρουλεμάν χωρίς τριβή για να υπάρχει μικρότερη αντίσταση. 

Παρά το ότι οι μαγνητικές πυξίδες δείχνουν πάντα ορθά την κατεύθυνση, ορισμένες φορές υπάρχουν σημαντικές αποκλίσεις. Όταν είναι απαραίτητη η απόλυτη ακρίβεια στην πλοήγηση θα πρέπει να υπολογιστεί η διαφορά ''μαγνητικού βορρά'' και ''αληθινού βορρά'' ανάλογα με τον τόπο και το έτος, επειδή η θέση του μαγνητικού βορρά της Γης μεταβάλλεται διαρκώς. Επιπλέον, μεγάλη επίδραση μπορεί να έχουν στην πυξίδα και άλλες δυνάμεις που βρίσκονται κοντύτερα από το μαγνητικό πεδίο της Γης, όπως σιδερένια πλοία ή ακόμα και άλλοι μαγνήτες. Οι πιο εξελιγμένες πυξίδες έχουν αντισταθμιστικούς μαγνήτες ή κομμάτια σιδήρου ενσωματωμένα, ώστε να ενισχύεται η ακρίβεια. 


Πως Να Φτιάξετε Μια Πυξίδα


Θα χρειαστείτε: 

Ένα κομμάτι φελλού 

Μία βελόνα 

Έναν μαγνήτη 

Λίγο νερό 

Ένα μπωλ (όχι μεταλλικό) 


Το πρώτο βήμα είναι να μετατραπεί η βελόνα σε μαγνήτη. Ο ευκολότερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να περάσει ο μαγνήτης αρκετές φορές κατά μήκος της βελόνας, μέχρι να την μαγνητίσει. 

Στην συνέχεια αδειάζετε το νερό στο μπωλ και τοποθετείτε μέσα τον φελλό για να επιπλεύσει. Προσεκτικά ισορροπείτε την βελόνα πάνω στον φελλό. 

Η βελόνα θα ξεκινήσει να κινείται δείχνοντας τελικά τον Βορρά!!


Διάβασε επίσης στο Diaxroniko.eu