Efekt Magnusa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Linie prądu płynu wokół obracającego i poruszającego się ciała
Teoretyczne i uzyskiwane drogą pomiaru wartości współczynnika siły nośnej
E-Ship 1 z wirnikami

Efekt Magnusazjawisko polegające na powstawaniu siły prostopadłej do kierunku ruchu, działającej na obracający i poruszający się względem płynu (cieczy, gazu) walec lub inną bryłę obrotową[1].

Historia[edytuj]

Isaac Newton opisał efekt zmiany kierunku lotu piłek tenisowych i prawidłowo określił jego przyczynę. W 1742 roku Benjamin Robins, brytyjski matematyk, balistyk, badacz i inżynier wojskowy, wyjaśnił odchylenie trajektorii kul muszkietu. Jednak za odkrywcę efektu uważa się niemieckiego fizyka Heinricha Gustava Magnusa, który opisał to zjawisko w 1852 roku. Możliwość inwersji siły Magnusa przez zmianę warunków doświadczalnych, prędkości obrotowej czy nierówności ściany, ujawnił Lafay w 1910. W związku z pracami Prandtla w 1904 roku, dopiero w 1955 roku, Krahn połączył efekt Magnusa z lepkością i zjawiskiem warstwy przyściennej[2].

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[3]:

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'

cyrkulacja prędkości będzie równa:

a siła nośna:

gdzie:

  • – gęstość płynu,
  • – prędkość płynu,
  • – promień walca,
  • – powierzchnia przekroju poprzecznego walca,
  • – oznacza cyrkulację prędkości wzdłuż dowolnego konturu zamkniętego obejmującego jeden raz walec.


Zobacz też[edytuj]

Przypisy

  1. praca zbiorowa: Encyklopedia fizyki. T. II. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1973, s. 262.
  2. R. Cayzac, E. Carette, P. Denis i P. Guillen: MAGNUS EFFECT: PHYSICAL ORIGINS AND NUMERICAL PREDICTION. [dostęp 2016-09-04].
  3. praca zbiorowa: Encyklopedia fizyki. T. II. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1973, s. 134.