Efekt Magnusa – zjawisko polegające na powstawaniu siły prostopadłej do kierunku ruchu, działającej na obracający i poruszający się względem płynu (cieczy, gazu) walec lub inną bryłę obrotową[1.1].
Historia
edytujIsaac Newton opisał efekt zmiany kierunku lotu piłek tenisowych i prawidłowo określił jego przyczynę. W 1742 roku Benjamin Robins, brytyjski matematyk, balistyk, badacz i inżynier wojskowy, wyjaśnił odchylenie trajektorii kul muszkietu. Jednak za odkrywcę efektu uważa się niemieckiego fizyka Heinricha Gustava Magnusa, który opisał to zjawisko w 1852 roku[2]. Możliwość inwersji siły Magnusa przez zmianę warunków doświadczalnych, prędkości obrotowej czy nierówności ściany, ujawnił Lafay w 1910. W związku z pracami Prandtla w 1904 roku, dopiero w 1955 roku, Krahn połączył efekt Magnusa z lepkością i zjawiskiem warstwy przyściennej[3].
Opis ilościowy
edytujWartość siły określa prawo Kutty-Żukowskiego, mówiące, że jeżeli nieściśliwy płyn opływa nieskończenie długi walec, którego oś jest ustawiona prostopadle do kierunku przepływu niezaburzonego, to na jednostkę długości walca działa siła nośna określona wzorem[1.2]:
W pobliżu powierzchni obracającego się walca na skutek adhezji prędkość obwodowa cząsteczek płynu jest taka sama jak prędkość obwodowa walca i wynosi dla walca o promieniu ‘a’
cyrkulacja prędkości będzie równa:
a siła nośna:
gdzie:
- 👁 {\displaystyle C_{z}}
– współczynnik siły nośnej, - 👁 {\displaystyle \rho }
– gęstość płynu - 👁 {\displaystyle V}
– prędkość płynu, - 👁 {\displaystyle a}
– promień walca, - 👁 {\displaystyle A}
– powierzchnia przekroju poprzecznego walca, - 👁 {\displaystyle \Gamma }
– oznacza cyrkulację prędkości wzdłuż dowolnego konturu zamkniętego obejmującego jeden raz walec.
Zobacz też
edytujPrzypisy
edytuj| 👁 Image |
Zobacz multimedia związane z tematem: Efekt Magnusa |
- ↑ praca zbiorowa: Encyklopedia fizyki. T. II. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1973, s. 262.
- ↑ Magnusa zjawisko, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2022-09-15].
- ↑ R. Cayzac, E. Carette, P. Denis i P. Guillen: MAGNUS EFFECT: PHYSICAL ORIGINS AND NUMERICAL PREDICTION. [dostęp 2016-09-04]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-09-15)].
Linki zewnętrzne
edytuj- 👁 publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać
Karol Suchoń, Efekt Magnusa, czyli o obrocie sfer przeróżnych, solidexpert.com, 24 lipca 2019 [dostęp 2026-01-06].
👁 publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać
Derek Muller, nagrania na YouTube (ang.), kanał „Veritasium” [dostęp 2026-01-06]:
- What Is The Magnus Force?, 25 listopada 2011.
- Backspin Basketball Flies Off Dam, 15 lipca 2015.
