Эфэкт Магнуса

Эфэкт Магнуса — фізычная зьява, якая ўзьнікае пры абцяканьні струменем вадкасьці альбо газу цела, якое верціцца ў гэтым струмені. На цела пачынае ўзьдзейнічаць сіла, якая накіраваная пэрпэндыкулярна кірунку струменя.

Такая сiла — гэта вынік сумеснага дзеяньня розных фізычных працэсаў, такіх як зьяўленьне цыркуляцыі хуткасьцяў вакол цела і ўтварэньне сумежнага пласта ў асяродзьдзі вакол абцякальнага цела. Эфэкт быў упершыню апісаны нямецкім фізыкам Генрыхам Магнусам у 1853 годзе.

Цела, якое верціцца ў струмені вадкасьці альбо газу, ствара�� ў асяродзьдзі вакол сябе віхравы рух. Зь аднаго боку цела напрамак віхуры супадае зь напрамкам струменя, які абцякае цела і, адпаведна, хуткасьць руху асяродзьдзя з гэтага боку павялічваецца. Але з іншага боку цела напрамак віхуры процілегла напрамку руху струменя і хуткасьць руху асяродзьдзя памяншаецца. Такім чынам, паводле закону Бэрнулі, узьнікае рознасьць ціскаў, якая спараджае папярочную сілу. Напрамак гэтай сілы пэрпэндыкулярны кірунку струменя.

Паводле закону Кутта-Жукоўскага, сіла будзе абумоўленай цыркуляцыяй хуткасьці і будзе тым больш, чым больш гэтая цыркуляцыя:

${\displaystyle F=\rho \cdot (V\times \Gamma )}$

Каэфіцыент пад'ёмнай сілы можа быць вызначаны з графікаў экспэрымэнтальных дадзеных зь выкарыстаньнем ліку Рэйнальдса.

Для шара (просты выпадак, калi хуткасьцi не залежаць ад кутняй каардынаты), цыркуляцыя хуткасьці вакол цела акрэсьліваецца як:

${\displaystyle \Gamma =\omega \cdot R\cdot 2\pi R}$

дзе R — прамень (радыус) шара, ω — кутняя хуткасьць шара. Наступнае ўраўненьне апісвае сілу, якая ствараецца, калі верціцца шар:

${\displaystyle F=\rho \cdot V\cdot \omega \cdot R\cdot 2\pi \ R}$

дзе F — пад'ёмная сіла, ${\displaystyle \rho }$ — шчыльнасьць вадкасьці або газу, V — лінейная хуткасьць шара, ω — кутняя хуткасьць шара, R — прамень (радыус) шара. Таксама можна напісаць гэтую сілу як:

${\displaystyle F=C\cdot \rho \cdot 2R\cdot {V^{2} \over 2}}$

дзе C — каэфіцыент пад'ёмнай сілы. Можна бачыць, што для шара каэфіцыент пад'ёмнай сілы будзе роўны:

${\displaystyle C=2\pi \cdot {\omega R \over V}}$

З прычыны эфэкту Магнуса зьмяняюцца траекторыі палёту футбольных і тэнісных мячоў.

• The Magnus Effect: Why do cricket balls swing and curveballs curve? — па-ангельску
• Ruprecht Nennstiel. How do bullets fly? — па-ангельску
• Lift of a rotating cylinder (NASA) — па-ангельску
• Ruprecht Nennstiel. How do bullets fly? (Old version, 1998) — па-ангельску
• pl.physik.tu-berlin.de Der Magnus-Effekt (pdf) — па-нямецку
• Efecto Magnus — па-гiшпаньску
• El efecto Magnus y el movimiento de la pelota deportiva — па-гiшпаньску
• Efecto Magnus (Applet Java) — па-гiшпаньску

На гэты артыкул не спасылаюцца іншыя артыкулы Вікіпэдыі. Калі ласка, прастаўце спасылкі на яго ў іншых артыкулах.