Der Magnus-Effekt wurde an kugelförmigen Projektilen wie Golfbällen, Tennisbällen und Fußbällen untersucht. Der Backspin eines Golfballs führt zu einem Magnus-Auftrieb, der der Schwerkraft entgegenwirkt, wodurch der Ball weiter fliegen kann. Die Dimples eines Golfballs verstärken den Effekt.
Ich bin daran interessiert zu wissen, ob es auch einen Auftrieb gibt, der auf einem sich zurückdrehenden gestreckten Sphäroid erzeugt wird, wie z. B. die Bälle, die im Rugby, im australischen Football (auch als AFL, Footy bekannt) und im American Football (auch als Gridiron bekannt) verwendet werden.
Mein Verständnis des Magnus-Effekts ist, dass er normalerweise für einen kugelförmigen Ball mit Backspin in einem entgegenkommenden Luftstrom gilt (entweder weil sich die Luft bewegt oder weil sich das Objekt durch die Luft bewegt). Der Backspin bedeutet, dass sich die Oberseite des Balls mit der Luft bewegt, während sich die Unterseite des Balls in die entgegengesetzte Richtung zur Luft bewegt. Die langsamere relative Geschwindigkeit an der Oberseite der Kugel erhält eine laminare Strömung um die Oberseite der Kugel, die sich über der Oberseite der Kugel nach unten krümmt, während die Unterseite der Kugel eine turbulente Strömung erzeugt, die sich schnell von der Kugel trennt. Der nach unten gerichtete Luftstrom über der Oberseite des Balls bedeutet, dass den Luftpartikeln ein Netto-Abwärtsimpuls verliehen wird und somit eine gleiche und entgegengesetzte Kraft wirkt, um den Ball anzuheben. Was ich mich frage,
(Mir ist bewusst, dass Handbälle und bestimmte Trittstile zu einer Torpedorotation um die Längsachse führen können, und daher gilt der Magnus-Effekt für den kreisförmigen Querschnitt bei Seitenwind. Aber an dieser Frage bin ich speziell interessiert der Effekt, wenn ein vertikal ausgerichteter Ruby-Ball direkt in die entgegenkommende Luft geschossen wird und sich Ende-über-Ende um seine kurze Achse dreht)
Der Magnus-Effekt wurde entdeckt, als eine Erklärung für die geringe Präzision von Waffen benötigt wurde. Es wirkt auf die zylindrischen, spitzen Granaten genauso wie auf jede Kugel.
Dabei spielt es keine Rolle, wie lang der Rotationskörper ist: Sobald er rotiert, erzeugt er auf einer Seite orthogonal zur Seitenwindrichtung ein Unterdruckgebiet und ein entsprechendes Hochdruckgebiet auf der gegenüberliegenden Seite.
Wenn sich der Körper um seine kurze Achse dreht, wird die Rotation durch Reibung viel schneller abgebremst als bei einem kugelförmigen Körper. Dies könnte der Hauptunterschied zwischen einem rotierenden Rugbyball und einem rotierenden Fußball sein.
Ich glaube, dass, wenn ein länglicher Ball mit Backspin taumelt, seine Reichweite aufgrund des Magnus-Effekts erhöht wird. Die meisten Studien zu länglichen Kugeln analysieren die Rotation um die lange Achse, aber es gibt einige Hinweise darauf, dass das Taumeln um die kurze Achse den Magnus-Effekt verstärken kann:
„Der Magnus-Effekt wird auch in einer Reihe von Designs der Natur ausgenutzt. Viele Samenkapseln, einschließlich Ahornschlüssel, sind so geformt, dass sie beim Fallen taumeln (Abbildung 5a; Vogel 2003). Die Kopplung der resultierenden Rotations- und Translationsbewegungen kann nachgeben Anstieg zu einer Magnus-Auftriebskraft, die die Reichweite dieser Samenkapseln erheblich erweitert …“ – JWM Bush, Dept. of Mathematics, MIT, Seite 181 von http://math.mit.edu/~bush/wordpress/wp-content/ uploads/2013/11/Beautiful-Game-2013.pdf
Abbildung 5 in dem oben zitierten Artikel zeigt die Flugbahn einer länglichen Kastenmilbe, die ihre Reichweite vergrößert, indem sie um die kurze Achse taumelt.
Benutzer3823992
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Mike Dunlavey