Se tieni un metallo vicino a un magnete abbastanza a lungo, il metallo cambierà forma?

A livello microscopico per un tempo molto lungo, sì. I materiali scivoleranno per periodi di tempo molto lunghi, accelerati dal carico applicato e dalla temperatura. Fondamentalmente un materiale che è molto al di sotto del carico / temperatura medio richiesto per rompere i legami avrà ancora in modo casuale piccoli picchi casuali di concentrazioni di energia. Per un tempo abbastanza lungo questi piccoli picchi di energia alla fine saranno abbastanza energetici e si verificheranno in un punto debole, quindi i legami possono rompersi. Quindi sì. Il carico applicato dal magnete influenzerà e aumenterà lo scorrimento. Ma a temperature e carichi normali non farà una differenza notevole a livello macroscopico.

Dipende dalla quantità di forza e dalla tensione corrispondente (forza per area) che puoi generare all'interno del materiale e se è possibile un qualche tipo di meccanismo di scorrimento nelle condizioni che hai.

Fino a un certo stress, il metallo si comporterà elasticamente significa che verrà allungato ma tornerà alla lunghezza / forma originale quando si rimuove la forza. Al di sopra di quella particolare sollecitazione, si comporterà plasticamente, il che significa che cose chiamate dislocazioni verranno trasportate attraverso la struttura reticolare nel metallo, facendo sì che il metallo non ritorni alla forma originale quando il carico viene rimosso. (Se è un materiale fragile, il materiale di solito si romperà prima che si verifichi molta deformazione plastica).

Se il materiale è riscaldato, puoi ottenere qualcosa chiamato creep dove la cosa sotto stress continuerebbe ad allungarsi o deformarsi sotto uno stress costante fintanto che il meccanismo di creep ha energia sufficiente per attivarsi (dalla temperatura). Penso che a basse temperature il meccanismo dominante sarebbe lo scorrimento dei grani l'uno contro l'altro. Inoltre penso che il magnetismo diminuisca con la temperatura, quindi potrebbe essere difficile creare condizioni in cui puoi strisciare del metallo con un magnete.

Quindi se tu avevi un campione che si scioglie vicino alla temperatura ambiente e può mostrare magnetismo, quindi potresti probabilmente deformare plasticamente quel campione in modo continuo.

Fondamentalmente, la sollecitazione applicata a un oggetto causerà una deformazione, a seconda dell'entità della sollecitazione, Area di sezione trasversale, Modulo Elastico e dimensione originale dell'oggetto. La deformazione sarà ovviamente visibile, oppure devi guardarla al microscopio, ma si deformerà. Le forze magnetiche causeranno la formazione di piccole sollecitazioni interne normali nel metallo. Questo stress cercherà di opporsi alla deformazione che sta cercando di essere causata dalla forza magnetica. Quindi verrà prodotta la deformazione. Tuttavia, il tempo potrebbe facilmente essere di pochi anni e il grado di deformazione sarà trascurabile. Puoi considerarlo analogo all'effetto della forza gravitazionale sui metalli, che è anch'essa una forza senza contatto.

Molte delle risposte qui menzionano il creep, ma sono sorpreso che nessuno abbia ancora menzionato la magnetostrizione. Se si applica un campo magnetico a un materiale ferromagnetico, ad esempio il materiale del nucleo di un trasformatore, i domini magnetici si allineeranno nella direzione del campo. Quando il campo viene applicato, il materiale diventa teso. Se si inverte la direzione del campo, i domini si ribaltano e, man mano che la forza del campo si riduce e aumenta di nuovo, anche la tensione aumenta. Quella costante oscillazione nel ceppo è ciò che causa il caratteristico ronzio dei grandi trasformatori di potenza.

C'è anche un fenomeno chiamato piezomagnetismo, che anche provoca la deformazione di alcuni materiali quando viene applicato un campo magnetico (o la creazione di un campo magnetico quando il materiale è sollecitato meccanicamente), ma la sua origine è diversa e non ne sono abbastanza informato per spiegarlo. Una notevole differenza tra i due fenomeni è però che la magnetostrizione determina un aumento della lunghezza (almeno per i materiali ferromagnetici) indipendentemente dalla direzione del campo applicato; ma con il piezomagnetismo, un campo applicato in una direzione risulterà in un'estensione di lunghezza e un campo applicato nell'altra direzione risulterà in compressione.

Sì. La maggior parte dei materiali cambia leggermente forma quando viene applicato un campo magnetico. Questo è noto come Magnetostriction . Ciò accade quasi istantaneamente, non lentamente nel tempo.

Nella maggior parte dei casi è lieve. Questo effetto è in gran parte responsabile del ronzio prodotto dai trasformatori e da altre apparecchiature elettriche di grandi dimensioni. Il nucleo di ferro fuori dal trasformatore cambia leggermente forma con conseguente vibrazione.

Questo effetto è sfruttato da molti auricolari. Contengono una lega di ferro e i metalli delle terre rare Terbio e Disprosio. Questo ha il più grande valore conosciuto di magnetostrizione di qualsiasi materiale. Hai solo bisogno di avvolgere una bobina di filo attorno a un'asta di questo materiale. Far scorrere una corrente attraverso la bobina proporzionata a un segnale sonoro genera un campo magnetico, che fa vibrare il materiale. Questo è molto semplice da costruire ma altamente efficace.