Monety, magnesy, fizyka.

Czy tego chcemy, czy nie, czy w szkole fizyka była naszym koszmarem, czy ulubionym przedmiotem, my, kolekcjonerzy monet korzystamy z niej codziennie. Zaczynając od banalnej lupy 

przez suwmiarkę 

na wadze kończąc; cyfrowej 

albo analogowej 

Lubię to brzydactwo kupione kiedyś na targu "od ruskich". Nie mam pewności, który pomiar jest prawdziwy - analogowe 2,90 g czy cyfrowe 3,01 g. 
Z wszystkich tych przyrządów korzystam, gdy włączam nowe monety do zbioru. Po pierwsze, aby wprowadzić dane do katalogu zbioru, po drugie, kiedy chcę się upewnić, czy moneta jest oryginalna, czy fałszywa.

Internet podsunął mi jeszcze jedno narzędzie pomagające w tej drugiej sprawie - Magnetic Slide, czyli po naszemu ślizgacz magnetyczny albo lepiej magnetyczna zjeżdżalnia. Konstrukcja jest prosta, jak budowa cepa. Na deseczce mocuje się pasek złożony z magnesów neodymowych i przyrząd jest gotowy. Ja wybrałem takie: 

Jak to działa? Całkiem dobrze.

Powierzchnię paska magnesów zakleiłem taśmą malarską, żeby monety zgrzytały po metalu. Bohaterki filmiku to XIX-wieczne dziesięciogroszówki, jak wiadomo bite z bilonu, słabego srebra o próbie 0,194, czyli pięciokrotnie więcej miedzi, niż srebra. Powinny zsuwać się jednakowo szybko, a jednak różnica prędkości jest znaczna. Kolega, któremu pokazałem to doświadczenie zasugerował, że przyczyną może być różnica wagi monet. Oj, nie przykładał się do nauki fizyki. 

Z zasady zachowania energii łatwo wyprowadza się wzór na prędkość przedmiotu zsuwającego się bez tarcia po równi pochyłej. Tarcie oczywiście w realnym świecie występuje, ale w pokazanym przypadku można go nie brać pod uwagę. 

h to różnica wysokości, g przyspieszenie ziemskie. 

Jak widać masy w tym wzorze nie ma, więc prędkość od niej nie zależy. Wyjaśnienia przyczyny różnej prędkości monet na magnetycznej zjeżdżalni należy szukać nie w dynamice tylko w elektrotechnice.
Wokół silnych magnesów neodymowych istnieje stałe pole magnetyczne. Jego natężenie jest na tyle duże, że w wykonanej z metalu monecie, zsuwającej się po ścieżce z magnesów indukują się prądy wirowe. Prąd wirowy powoduje powstawanie indukowanego pola magnetycznego. Gdyby mój kolega bardziej uważał na fizyce, zapamiętałby prawo Lenza, zgodnie z którym prąd indukcyjny wzbudzony w metalu (przewodniku) pod wpływem ruchu w polu magnetycznym, ma zawsze taki kierunek, że indukowane pole magnetyczne przeciwdziała przyczynie która go wywołała. Krótko mówiąc, to indukowane pole magnetyczne hamuje ruch monety na równi. Im silniejsze pole, im większa przewodność właściwa metalu, albo im szybciej metal porusza się w polu magnetycznym, tym silniej indukują się prądy wirowe i tym większa jest siła hamująca. 

Dwie dziesięciogroszówki poruszały się w tym samym polu magnetycznym, obie miały tę samą prędkość początkową wynoszącą zero m/s. Przyczyną różnej ich prędkości na równi musi być różnica działającej na nie wielkości siły hamującej. To oznacza, że kluczową rolę odegrała przewodność właściwa. 

Srebro i miedź, teoretycznie główne składniki stopu, z którego wykonywano dziesięciogroszówki Królestwa Polskiego, mają dużą przewodność, co ułatwia powstawanie prądów wirowych i  "hamulca" - wtórnego pola magnetycznego. Wniosek z tego, że moneta szybko zsuwająca się po równi musi być z jakiegoś innego stopu. Czyli... tak, to falsyfikat. Paskudna chińska podróbka. 
 
Zauważcie, że gdyby falsyfikat wykonano z miedzi albo ze srebra, magnetyczna zjeżdżalnia nie zauważyłaby różnicy. W takich przypadkach mogą pomóc tylko trzy przyrządy pokazane na początku wpisu. I doświadczenie zdobyte podczas oglądania wielu, wielu monet.
Ale na giełdach i targach, zwałszcza przykupowaniu srebra inwestycyjnego, magnetic slide robi robotę. Duża i ciężka 50-frankówka "Herkules" jedzie po równi powoli i majestatycznie. 

Dostałem kiedyś kilka belgijskich "dukatów lokalnych". Podobno ze srebra próby 800. Nie widzę ich w żadnych katalogach ani na aukcjach. Nic o nich nie wiem poza tym, że test na zjeżdżalni przechodzą bezbłędnie. 

Zetknęliście się z takimi krążkami?