Efekt Magnusa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Linie prądu płynu wokół obracającego i poruszającego się ciała
Teoretyczne i uzyskiwane drogą pomiaru wartości współczynnika siły nośnej

Efekt Magnusazjawisko z zakresu dynamiki płynów, polegające na powstawaniu siły prostopadłej do kierunku ruchu, działającej na obracający się walec lub inną bryłę obrotową, poruszającą się względem płynu (cieczy, gazu).

Efekt odkryty przez niemieckiego fizyka Heinricha Gustava Magnusa w 1853 roku.

Zjawisko wpływa znacznie na przykład na tor lotu wirującej piłki, może być stosowane do wyznaczania prędkości przepływu płynu.

Wartość 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:

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

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'

u =  \omega \cdot a

cyrkulacja prędkości będzie równa:

\Gamma =  \omega\cdot a  \cdot 2\pi a

a siła nośna:

F_L = {1 \over 2} C_z \cdot \rho \cdot A \cdot V^2

gdzie:

  •  \rho – gęstość płynu,
  •  V – prędkość płynu,
  •  a – promień walca
  •  A – powierzchnia przekroju poprzecznego walca
  •  \Gamma – oznacza cyrkulację prędkości wzdłuż dowolnego konturu zamkniętego obejmującego jeden raz walec.