※ 引述《haryewkun (Har)》之銘言：
: 我……是問無聊的，不是作業。
: 在地球上，如果制造一輛火車，前頭放個超強大的磁石，火車能向北極或南
: 極移動嗎？




(我之前po過一篇有錯誤的文章,這篇為修正版)



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這個問題可以以磁子的觀念來分析!!

N極當正磁子
S極當負磁子
正負相吸,同性相斥!!
先把磁場類比成磁子,就可以以靜電學靜力的方式來類比了



圖型如下:





地球北極+++++++  (火車)         -------------地球南極






和靜電唯一的不同,磁子必需正負極同時存在,你沒辦法單獨形成一個正磁子或負磁子




接下來我們考慮火車上擺上大磁鐵的情況,
假設火車上存在一"萬磁王",磁力無窮大!!
磁力大到摩擦力可以忽略不記

所以當萬磁王上車以後,
此問題可以類比成靜電問題,分析如下:

case1:萬磁王可以自由轉動磁極方向

起點如下圖:

                             東

                           ------
地球北極+++++++           (萬磁王)              --------------地球南極
                           ++++++

                             西


此圖中萬磁王剛上車的的N極朝西,S極朝東,
事實上萬磁王的N極和S極要朝那並不重要,他愛朝那都可以,

火車也不必然在正中央,他可以在北極站上車,
也可以在南極站上車,也可以在赤道站上車,
也可以在巴黎站上車

也就是說起點的方位和方向我們不CARE,此圖只是隨便畫

圖畫完後我們就要開始分析了:
不論起點是什麼,火車都會受到磁子間的交互做用力於是轉動和移動!!
(想像一下上圖如果都是靜電,靜電力會讓火車怎麼移動呢?)

最後的最穩定態一定是下圖:

                                      東


地球北極+++++++(----萬磁王++++)                         --------地球南極


                                      西








或下圖:


                                      東


地球北極+++++++                          (----萬磁王++++)--------地球南極


                                      西



或下圖:

                                      東


地球北極+++++++                (----萬磁王++++)           --------地球南極


                                      西




說明:萬磁王的位置一定是位在極北 或 極南 或 極北極南的正中央上(大約赤道)!!

而赤道乃不穩定點,只要稍稍抖動(如地震),
就會因北極南極受力不均而往  極北 或極南移動,很難長時間固定在中心點

結論:起點無論是北半球那一點-->終點北極
     起點無論是南半球那一點-->終點南極
     起點剛好在地球南北極的正中央(大約赤道)--->
磁極旋轉成上圖後靜止 (此點非穩定態)






case2:磁極不可自由旋轉

起點磁極情況如下:

                             東

                           ------
地球北極+++++++           (萬磁王)              --------------地球南極
                           ++++++

                             西

解:不受力







case3:磁極不可自由旋轉
起點磁極情況如下:

                                       東

地球北極+++++++                 (++++萬磁王----)     ----------地球南極

                                       西


解:無論起點位置為何,終點必位於南北極的正中央!!





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當然還有很多case,今只概略舉幾種代表性case)
剩下請自由發揮
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