En magnets kraft
Hur räknar man ut en magnets kraft, d.v.s. kraften som den kan påverka en annan magnet med? När man har en ledare så använder man väl sig av formeln F= B*I*l, men om det bara är ett magnetiskt föremål, hur gör man då?
T.ex. Jag tänker att om man har en väldigt liten magnet som sitter fast i någonting och sen "fäster"/attraherar med en annan, mycket tyngre magnet, kan man på något sätt räkna ut kraften de emellan? För det tyngre föremålet påverkas ju av gravitationskraften, så om det större föremålet skall kunna "hållas upp" med hjälp av den lilla magneten så måste väl kraften de emellan vara större än gravitationskraften? Eller kommer det stora föremålet sitta fast med hjälp av den magnetiska kraften oavsett?
Det korta svaret är nej. Man kan beskriva magnetiska krafter med hög nogrannhet med partiella differentialekvationer men det finns inga enkla formler. Svårigheten ligger i att magneter har utbredning (volym) och formler är bara enkla när man kan approximera dem som punkter.
'Kontaktstyrkan' mellan magneter brukar istället mätas experimentellt med någon procedur så som att placera magneten i kontakt med en stålyta och mäta kraften som krävs för att rycka loss magneten. Det är denna typ av procedur som ligger bakom när man talar om att 'en magnet har en adhesiv kraft på "3 kg" ' osv.
I fallet du beskriver så kan det beskrivas genom balansen av graviationskraft, normalkraft, och magnetisk kraft. När en magnet hänger från en annan magnet dras den uppåt av magnetisk kraft, nedåt av tyngd; men man får inte glömma den ofta signifikanta normalkraften som verkar på kontaktytan. Medan en balans
magnetisk kraft = tyngd + normalkraft
ofta kan beskrivas i en jämviktssituation så finns det inga enkla formler för att etablera krafternas storlekar teoretiskt utan väldigt mycket information om geometri, typer av magnetism, osv.
När man talar om en magnet så menar man något som genererar magnetiska fält i sin omgivning och som i sin tur reagerar på magnetfält genom en inducerad kraft som uppstår i närvaron av magnetfältet. Magnet är således en generisk term men det finns olika typer av magneter och magnetism
En elektromagnet är en magnet är en elektrisk komponent vars magnetiska egenskaper induceras av ett flöde av elektrisk ström. En spole är en elektromagnet, men induktion som ett fenomen kan i princip omvandla vilken elektrisk ledare som helst till en elektromagnet.
En ferromagnet eller ferrimagnet, även kallade (makroskopiska) permanentmagneter, är en magneter vars egenskaper inte är beroende av någon yttre påverkan som tillförd ström eller yttre magnetfält. Det är vad vi vanligtvis tänker på när vi säger 'magnet' och är en vanlig egenskap hos järn (ferro) och järnoxider (ferri) varifrån namnet kommer. För att göra saker än mer komplicerade så är neodyminiummagneter, de starkaste man stöter på i vardagen 'antiferromagneter'.
En paramagnet eller diamagnet är en magnet som inte genererar något magnetfält i avsaknat av yttre magnetfält men som blir en magnet i första meningen när den påverkas av ett magnetfält från en annan kropp. Paramagneter förstärker yttre magnetfält och diamagneter försvagar dem, men både verkas på av en kraft om de är i magnetfält. Alla ting har till någon grad en paramagnetisk eller diamagnetisk. Att 'neutrala' ting som grodor svävar i (super)starka magnetfält är en följd av denna effekt.
Hur dessa modelleras matematiskt beror av två faktorer; (1) vilken typ av magnetism det rör sig om [se ovan], och (2) vilken grad av noggrannhet man är ute efter. Det finns ingen enkel formel eftersom (a) magneter har till skillnad från laddningar geometrisk utbredning och således måste deras form tas med i formlerna och därmed finns det ingen elementär modell, samt (b) faktumet att magneter har polarisering gör att deras orientering/riktning måste tas med i analysen vilket gör formlerna vektoriella.
För lite sammanfattning/förvirring kan du dock se:
https://en.wikipedia.org/wiki/Force_between_magnets
där du kan uppmärksamma av formlerna där citerade inte ens är giltiga när magneterna är mycket nära varandra.
