Эфэкт Магнуса

Зьвесткі зь Вікіпэдыі — вольнай энцыкляпэдыі
Перайсьці да: навігацыі, пошуку
Эфэкт Магнуса: на шар уздзейнічае сіла, калі гэты шар верціцца ў струмені вадкасьці альбо газу

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, стварае 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 Бернулі, узьнікае рознасьць ціскаў, якая спараджае папярочную сілу. Напрамак гэтай сілы пэрпэндыкулярны кірунку струменя.

Тэорыя[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

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

F =  \rho \cdot( V \times \Gamma )

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

Эфэкт Магнуса для шара[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

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

\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:

F =  \rho \cdot V \cdot\omega \cdot R\cdot 2\pi\ R

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

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:

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

Прыклады[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

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

Вонкавыя спасылкі[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]