圖/123RF
文/一元
「馬格納斯效應」以海因里希·古斯塔夫·馬格納斯(Heinrich Gustav Magnus)的名字命名。他是一位德國物理學家,在1853年發現了這種效應,不過早在幾個世紀前,艾薩克·牛頓(Isaac Newton)就已經觀察並提出了相關的理論。
然而,馬格納斯的貢獻不僅在於發現了它,還詳細解釋了物體的旋轉如何影響其在流體中的路徑—— 這一概念在許多研究與工程領域都至關重要。
流體速度 降低壓力
到底這是一個什麼物理現象呢?當球形或圓柱形物體在空氣或水等流體中運動並旋轉時,就會出現「馬格納斯效應」。
物體的旋轉會改變其周圍的流體流動,從而在其表面周圍形成不對稱的空氣速度分布。流體速度的變化會導致物體兩側的壓力不同,進而產生垂直於運動方向的力。這種現象與「伯努利原理」密切相關,因此這原理也解釋了流體速度(如打棒球時的空氣)增加如何導致壓力的降低。
另外,馬格納斯效應有許多應用,如在體育運動、發電領域……甚至與航空也息息相關!有些飛機利用馬格納斯效應產生推進力。它們是如何做到的?哪些類型的飛機具備這種能力?屬於有旋轉機翼的旋翼機等。
在航空領域,馬格納斯效應不僅是理論研究主題,而且具有實際應用價值。旋翼機就是一個典型的例子,這種飛機利用旋轉旋翼產生升力、控制與推進力,因為我們都知道,飛機無需發動機也能飛行。
迷惑對手 影響賽程
運動中的馬格納斯效應足球比賽中也能看到這種現象。你有沒有看過這樣的場景:球員踢球朝一個方向踢,球卻因為馬格納斯效應而朝另一個方向飛去?沒錯,這就是馬格納斯效應造成的。
實際上專業球員也利用這種現象來迷惑對手,讓對手無法判斷球的飛行方向,這要歸功於球員可以對球施加的影響。
不僅在足球中如此,在其他使用球類的運動中也是如此,例如高爾夫、棒球或網球。而將馬格納斯效應發揮到極致的運動之一,以撞球為首,因為在撞球中,每一次擊球都是利用馬格納斯效應的機會,這樣的說明,你明白了嗎?