El cañón de Gauss (a menudo llamado rifle de Gauss o cañón de Gauss ) es un dispositivo que utiliza imanes permanentes y la física de la cuna de Newton para acelerar un proyectil. Los cañones de Gauss son distintos de los cañones de bobina y son anteriores a ellos , aunque muchas obras de ciencia ficción (y ocasionalmente educadores [1] ) los han confundido. El uso típico del rifle de Gauss es demostrar los efectos de la transferencia de energía y momento, [2] sin embargo, se han propuesto microrobots autoensamblables basados en el principio para la penetración de tejidos. [3]
En su frecuente encarnación como demostración de física, un cañón de Gauss suele constar de una serie de bolas ferromagnéticas sobre una pista no magnética. Sobre la pista hay un imán permanente con una bola, el proyectil, pegada en su parte delantera. Entre el proyectil y el imán hay un espaciador, que suele constar de una o más bolas adicionales. Otra bola, la bola disparadora, se suelta desde detrás del imán. Es atraída por el imán y se acelera hacia él. Cuando golpea la parte trasera del imán, transfiere su momento a la bola del proyectil, que es golpeada desde la parte delantera de la pila, como en una cuna de Newton. Como el espaciador lo mantiene alejado del imán, el proyectil pierde menos energía al escapar de la influencia del imán que la que le dio la bola disparadora, por lo que sale de la pila con una velocidad mayor que la que tenía la bola disparadora al entrar. [4]
Una vez que se lanza la bola, es necesario extraer la bola del gatillo de la parte posterior del imán antes de poder volver a utilizarla. De ahí proviene, en última instancia, la energía necesaria para disparar el arma.
También son posibles los cañones Gauss de varias etapas, en los que el proyectil de cada etapa se convierte en el detonante de la siguiente, llevando su energía hacia adelante de modo que cada etapa contribuye con energía al proyectil final.
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