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不可思议的现象——马格努斯效应

2021-9-15 21:11| 发布者: 小南| 查看: 338| 评论: 0|来自: 成都娱乐宝

摘要: 我们知道在篮球运动中球的旋转会直接影响球的运动轨迹,那么如果一个篮球从126米高的地方分别被静止不坠落和旋转抛抛出去,那它们的运动轨迹又会是怎样的呢?结果一定会让你大赞神奇。最近就有一群小伙子在澳大利亚 ...
     我们知道在篮球运动中球的旋转会直接影响球的运动轨迹,那么如果一个篮球从126米高的地方分别被静止不坠落和旋转抛抛出去,那它们的运动轨迹又会是怎样的呢?结果一定会让你大赞神奇。最近就有一群小伙子在澳大利亚的戈登大坝上做了这个有趣的实验,首先实验者将一个篮球以静止的状态自然落下,篮球几乎垂直落地,因为受到风力的影响而有稍许的偏移,接着他们又将一个篮球以后旋的状态扔出,当篮球坠落到半空中时突然改变了方向。

    朝外并向上开始移动,就像是插上了翅膀一样飞了出去,而且飞出去几十米远后才坠落在水面上,其实这是一个经典的流体力学现象叫做马格努斯效。即当一个旋转物体的旋转角、速度向量与物体飞行速度向量不重合时,它们所组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力,横向受力的来源是球两侧的压力差,球的旋转带动周围的流体使两侧的流速出现差异,而根据伯努利方程流速产生变化,压强也就跟着变了。

    其实早在1672年牛顿在观看剑桥学院网球选手的比赛后也曾正确推断过这种现象的原因,只是未作深究,这种效应在球类运动中非常重要,但在其他方面又能怎样运用呢?例如这是一艘帆船,虽然它的外形看起来并不太像那两根圆柱,也不是烟囱,而是有一个专业的名词转自动。根据马格努斯效应的原理它取代了船帆利用横向风就可推动船身前进了。一架用旋转的圆柱体替代机翼的飞机,根据同样的原理圆柱体实际上比传统的机翼产生更大的上升力。

    但同时也产生了很大的阻力,导致它的实际应用性并不强,以至于这架飞机只飞了一次就坠毁了,虽然失败了但前景不可限量,这是一个实验用的飞行器,上升力完全由旋转圆柱体提供飞行方式,看起来有点像UFO,这艘船叫E-xift,采用了4个旋转圆柱体作为转自动提高效率的同时又减少了柴油机的数量,由此看来,在未来马格努斯效应一定会被应用到更多的领域中,马格努斯效应在未来的发展中也一定会起到很重要的作用的。世界上还有很多不可思议的现象,马格努斯效应只是其中一环。


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