Efect Magnus

Corpul în mișcare rectilinie fără rotație

Corp în mișcare cu rotație în sens invers acelor de ceasornic

Efectul Magnus , descoperit de Heinrich Gustav Magnus ( 1802 - 1870 ), este un fenomen fizic responsabil de variația traiectoriei unui corp rotativ într-un fluid în mișcare.

Descriere

Efect Magnus și turbulență relativă

Un corp rotativ într-un fluid trage cu el stratul de fluid imediat în contact cu acesta, iar acesta, la rândul său, trage stratul adiacent cu acesta: în jurul corpului rotativ, se formează straturi de fluid rotind pe circumferințe concentrice.

Dacă corpul are o mișcare de translație rectilinie (spre stânga în imaginea de mai sus) este ca și cum ar fi lovit de un curent de fluid care se mișcă în direcția opusă celei a corpului (în cazul nostru, prin urmare, spre dreapta). Dacă mișcarea este pur și simplu de translație rectilinie, liniile curente vor fi la fel de distanțate în jurul corpului.

Când corpul este dotat atât cu mișcare rotativă, cât și prin mișcare , viteza fluidului crește deasupra sau sub corp în funcție de direcția de rotație a corpului, tocmai datorită tragerii fluidului în jurul corpului însuși (vitezele straturile de fluid în rotație amplifică mișcarea curentului datorită translației într-o direcție concordantă cu aceasta din urmă și scad viteza în zona în care direcțiile sunt în schimb discordante).

Forța produsă este o ridicare , foarte similară cu cea generată de aripa unui avion , cauzată de diferența de presiune a fluidului pe suprafața obiectului. În exemplul din lateral, viteza mai mare a fluidului în zona superioară a obiectului determină o scădere a presiunii , cu o împingere în sus datorită presiunii mai mari exercitate asupra zonei de sub obiect (unde viteza de fluidul este minor).

Aplicații

Exemple tipice ale acestui efect sunt date de loviturile în topspin sau backspin în tenis și tenis de masă, rotația mingii cauzată de Hop-Up în tunurile airsoft . Având în vedere, de exemplu, loviturile de „rotire” în fotbal , jucătorul, lovind mingea „tăietoare”, îi dă o rotație pe axă care determină curbura mai mult sau mai puțin accentuată a traiectoriei, care este o funcție a vitezei unghiulare. . Acest efect este exploatat și la motorizare, deoarece rotația arborilor axului permite obținerea unei îmbunătățiri a sarcinii verticale, numai cu utilizarea altor soluții există tendința de a acoperi arborele osiei și de a nu exploata efectul acestuia ^[1] .

Aplicații neobișnuite

Harta de navigație a unei nave rotor în ceea ce privește direcția vântului, nava rotor modernă și mecanismul de exploatare a efectului magnus

Plymouth AA-2004 fabricat în 1930

Acest efect a fost exploatat și pentru construcția de bărci și avioane. Primul avion cu acest sistem a fost construit în 1910, dar ulterior ideea nu a fost preluată de mulți, în timp ce prima navă a fost construită în 1924 și au fost construite diverse bărci, cum ar fi Buckau , E-Ship 1 , Uni-Cat Flensburg și Barbara .