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探索马格纳斯效应:从理论到实践

探索马格纳斯效应:从理论到实践

马格纳斯效应是指在流体中转动的物体(如圆柱体 受到的力。这个现象是以德国物理学家古斯塔夫·马格纳斯的名字命名的。然而,最早发现并推断出物理原因的人是艾萨克·牛顿。 ...

  马格纳斯效应是指在流体中转动的物体(如圆柱体)受到的力。这个现象是以德国物理学家古斯塔夫·马格纳斯的名字命名的。然而,最早发现并推断出物理原因的人是艾萨克·牛顿。


  牛顿在剑桥观看一场网球比赛时观察到,上旋球会使球的下降速度更快,而给予下旋球特定方式的触碰,会使它在小距离上轻轻移动和漂浮。为了理解其中的原因,我们可以画一个图来表示一个球被击打或投掷,使它向前并顺时针旋转。箭头的麦田图案代表了风的阻力,这个阻力是风造成的,和我们在骑自行车时感受到的阻力,或者当我们把手掌从一辆快速行驶的汽车车窗伸出来的时候,手掌面对着风感受的阻力一样。


探索马格纳斯效应:从理论到实践


  现在,一组线在同一方向运行,来作为旋转球的一侧,在这种情况下,这些都是球下面的线,同时球的另一侧逆着风移动,运动过程中碰撞到正面阻力线。快速、不受阻碍的线在同一方向移动,形成了一个低压区,而另一侧的气流则营造出一个高压区。正是这种压强差使球旋转,或者更正式地讲,在压力差的方向上,从高压到低压。这种逐渐旋转是可以由一个力造成的。这个力在压力差的方向上,由一个垂直于旋转轴的箭头表示。它被称为“马格努斯力”。


  马格纳斯效应在许多球类运动中都有应用,例如足球、网球、乒乓球、棒球等。在这些运动中,运动员可以通过给球施加旋转,使其产生弯曲的轨迹,从而增加球的攻击性和变化性。此外,马格纳斯效应还在一些其他领域得到了应用,例如风力发电、飞行器设计等。


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