Haben Sie sich jemals gefragt, wie Fußballspieler den Ball so biegen können, wie sie es tun? Vielleicht haben Sie bemerkt, wie sich andere sich drehende feste Objekte beim Fallen magisch seitwärts bewegen? Warum ist das so? Es kommt alles auf das Wunder von ander Magnus-Effekt.
In diesem Artikel sehen wir uns kurz an, was es ist und wie Sie es in Aktion sehen können. Wir zeigen Ihnen auch einige coole Anwendungen des Effekts in der Technologie.
Los geht's.
Also was ist das?
Entgegen der landläufigen Meinung ist der Magnus-Effekt nicht nach dem isländischen Journalisten und ehemaligen benannt Mastermind Moderator Magnus Magnusson. Ok, das habe ich erfunden, es ist natürlich nach dem deutschen Physiker und Chemiker HG Magnus benannt.
1853 beschloss Magnus, den seltsamen Effekt der Projektilablenkung von Schusswaffen wie Kanonen mit glatter Bohrung experimentell zu untersuchen. Typischerweise war er in der Wissenschaft nicht der erste, der ihn beschrieb. Isaac Newton folgerte 1672 den Effekt nach dem Betrachten korrektTennisspieler in Cambridge.
In ähnlicher Weise gelang es Benjamin Robins, einem britischen Mathematiker, Ballistikforscher und Militäringenieur, Abweichungen in der Flugbahn von Musketenbällen zu erklären.
Abgesehen von der Kontroverse haben alle diese prominenten Wissenschaftler, nicht Magnus Magnusson, herausgefunden, was genau vor sich geht. Der Magnus-Effekt ist die Erzeugung einer seitlichen oder senkrechten Kraft auf ein sich drehendes zylindrisches oder kugelförmiges Objekt, das in eine Flüssigkeit Gas oder Flüssigkeit eingetaucht ist.
Dies gilt nur, wenn zwischen dem sich drehenden Objekt und der Flüssigkeit eine Relativbewegung besteht. Sie sehen sie in Aktion, wenn Sie Fußballspiele oder Tennisspieler beim Aufschlag beobachten.
Wenn sich das sich drehende Objekt durch eine Flüssigkeit bewegt, verlässt es einen geraden Pfad oder weicht von diesem ab. Druck- und Luftströmungsunterschiede entstehen, wenn das Objekt die Flüssigkeit passiert, aufgrund der Geschwindigkeitsänderungen, die das sich drehende Objekt induziert.
Der Magnus-Effekt ist in der Tat ein Sonderfall von Bernoulli-Prinzip der besagt, dass "eine Erhöhung der Geschwindigkeit einer Flüssigkeit gleichzeitig mit einer Abnahme des Drucks oder einer Abnahme der potentiellen Energie der Flüssigkeit auftritt".
VERBINDUNG: BEACHTEN SIE DEN MAGNUS-EFFEKT, WENN JUGENDLICHE EINEN ZORB-BALL VON 165 CMS TROPFEN
Schauen wir uns ein Beispiel an
Nehmen wir das Beispiel eines Balls, der sich durch die Luft dreht. Der Ball "zieht" einen Teil der Luft um ihn herum, während er sich dreht. Aus der Sicht des Balls rauscht die Luft von allen Seiten vorbeiDie in den Luftstrom drehende Vorderseite der Kugel "zieht" oder lenkt die Luft in Drehrichtung ab.
Luft, die sich gegen die Drehrichtung bewegt, wird erwartungsgemäß vom Ball getrennt. Das Nettoergebnis bedeutet, dass Luft in die Drehrichtung gezogen wird, wobei der Ball in die entgegengesetzte Richtung "gedrückt" wird. Dies ist normalerweise senkrecht zum Pfaddes sich drehenden Objekts.
Dies führt dazu, dass das Objekt in einem merklichen Bogen vom erwarteten Pfad abweicht. Das folgende Video von Veritasium zeigt diesen Effekt in seiner ganzen Pracht.
Coole Beispiele und Anwendungen des Magnus-Effekts aus der realen Welt
Sie können den Magnus-Effekt überall um uns herum sehen, er erregt oder stört uns oft wenn Sie ein Sportfan sind. Er hat dazu beigetragen, den Sieg vor der Niederlage in den letzten Minuten der Ballspiele zu erringen oder vielleicht sogar den Ihrer Vorfahren zu rettenLeben auf dem Schlachtfeld in der Vergangenheit. Oder natürlich umgekehrt. Seine Auswirkungen haben auch einige wirklich ehrgeizige Projekte ausgelöst, die fantastische Verbesserungen der Kraftstoffeffizienz oder neue Transportmittel bringen könnten.
Schauen wir uns einige davon kurz an.
Flettner-Rotorschiffe
Diese fantastischen Schiffe ähneln etwas, das ein Kind aus Schiffsmodellen und Strohhalmen zusammenschustern könnte, und verwenden große vertikal rotierende Zylinder, um eine potenzielle Antriebsmethode für Seeschiffe bereitzustellen. Diese Schiffe, die zuerst vom deutschen Ingenieur Anton Flettner gebaut wurden,Verwenden Sie von Motoren angetriebene Rotorsegel, um den Effekt zu nutzen.
Flettner setzte seine Technologie ein, um das erste Magnus-Effekt-Antriebsschiff, die Buckau, zu bauen. Das Schiff sah ein bisschen seltsam aus, aber es war eine fantastische "außerhalb der Box" -Anwendung der Theorie. Enercon GmbH nutzt dies heute auf ihrem E1-Schiff.
Die Buckau, das Flettner-Rotorschiff, fotografiert 1924 [Bildquelle : Wikimedia Creative Commons ]
Flugzeuge - Rotorflügel
Anwendungen sind nicht nur auf hoher See möglich. Erfinder haben versucht, dies auch bei Flugmaschinen zu nutzen.
Ingenieure haben versucht zu prüfen, ob von den rotierenden Zylindern an den Vorderkanten der Flügel Auftrieb erzeugt werden kann. Theoretisch würde dies einen Flug mit niedrigeren horizontalen Geschwindigkeiten ermöglichen. Einer der frühesten Versuche, dies zu tun, war 1910 von ButlerAmes. Ames war ein US-Kongressabgeordneter, der ein Flugzeug gebaut hat, das schwerer als Luft ist.
Heute die iCar 101 Ultimate ist ein vorgeschlagenes Projekt, bei dem Flettner-Rotoren in einem straßentauglichen Flugzeugdesign verwendet werden, um Kompaktheit und erhöhtes Auftriebspotential zu kombinieren, ziemlich cool.
Plymouth AA-2004, Flettner-Rotorflugzeug [Bildquelle : Wikimedia Creative Commons ]
Biegen Sie es wie Beckham
Der Magnus-Effekt hilft bei der Erklärung der im Ballsport häufig beobachteten Beobachtungen. Er bietet normalerweise fantastisch wirkende Tricks, Schüsse oder Kurvenbälle, die in Sportballtrajektorien zu sehen sind. Sie werden es im Fußball am dramatischsten bemerken. Gute Beispiele wären Tore oder Freistößeentnommen von Ronaldo oder natürlich David Beckham.
Interessanterweise gab es 2010 während der FIFA-Weltmeisterschaft eine Kontroverse. Der Magnus-Effekt verursachte während dieses Turniers einige Kritik am Spielball. Das Argument besagt, dass die Bälle weniger Kontrolle hatten, aber weiter flogen.
Pitchers im Baseball nutzen dieses Phänomen häufig auch aus. Beim Pitching verleihen sie dem Ball unterschiedliche Drehungen, was dazu führt, dass er sich in die gewünschte Richtung krümmt. Major League Baseball verwendet das PITCHf / x-System um die Änderung dieser Trajektorien ständig zu messen.
Projektilwaffen
Jede sich drehende Kugel ist auch während des Fluges diesem Effekt ausgeliefert. Obwohl der Magnus-Effekt im Vergleich zu Schwerkraft, Seitenwind oder Luftwiderstand weniger bedeutend ist, spielt er dennoch eine Rolle. Selbst an einem völlig ruhigen Tag leidet das Projektil unter kleinen AuswirkungenSeitwärtskomponenten des Windes, die die Geschossnase leicht aus der Fahrtrichtung neigen. Das Geschoss "rutscht" effektiv durch die Luft. Dieses Gieren erzeugt Magnus-Effekt-Kräfte, die die vertikale Flugbahn des Geschosses beeinflussen und seinen beabsichtigten endgültigen Lande- / Aufprallpunkt verändern.
Quellen : Britannica