同时旋转和前进的球所受到的侧向力使高速物体呈s型轨迹运动。足球的旋转对它周围的气流有稳定作用,因此也会稳定其轨迹,如果没有旋转,球的后面会出现卡门涡街,随着脱离后方的漩涡,球所受的力会发生波动,球后所形成的尾流不仅会增加阻力,还会促成球的突然转向,随着旋转速度的增加,球上的驻点会一起移动,最终移出球面,此时,由于球旋转所带来的速度被球的前向移动完美抵消。
马格努斯效应的技术原理
当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时,在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象称作马格努斯效应。
旋转物体之所以能在横向产生力的作用,是由于物体旋转可以带动周围流体旋转,使得物体一侧的流体速度增加,另一侧流体速度减小。
根据伯努利定理,流体速度增加将导致压强减小,流体速度减小将导致压强增加,这样就导致旋转物体在横向的压力差,并形成横向力。同时由于横向力与物体运动方向相垂直,因此这个力主要改变飞行速度方向,即形成物体运动中的向心力,因而导致物体飞行方向的改变。用位势流理论解释,则旋转物体的飞行运动可以简化为“直匀流+点涡+偶极子”的运动,其中点涡是形成升力的根源。在二维情况下,旋转圆柱绕流的横向力可以用儒可夫斯基定理来计算,即横向力=来流速度 x 流体密度 x 点涡环量。
马格努斯效应是怎么样的?
马格努斯效应(Magnus Effect),以发现者马格努斯命名, 流体力学当中的现象,是一个在流体中转动的物体(如圆柱体)受到的力。
马格努斯效应在球类运动项目中非常普遍,不仅仅是足球和乒乓球项目,在网球、棒球、排球、篮球等中都有应用,所以对马格努斯效应的产生原因和在球类运动中的应用进行研究,对球类运动的教学水平、训练效果和竞赛成绩有着重要的指导意义和实践意义。
另外马格努斯效应是一种非线性的复杂力学现象,深入研究其机理和规律将对旋转弹丸、导弹的设计、气动性能分析以及制导控制起指导意义。
这个效应是德国科学家H.G.马格纳斯于1852年发现的,故得名。在静止粘性流体中等速旋转的圆柱,会带动周围的流体作圆周运动,流体的速度随着到柱面的距离的增大而减小。这样的流动可以用圆心处有一强度为Γ的点涡来模拟。 于是马格纳斯效应可用无粘性不可压缩流体绕圆柱的有环量流动来解释(见有环量的无旋运动)。马格纳斯效应曾被用来借助风力推动船舶航行,用几个迅速转动的铅直圆柱体代替风帆。试验是成功的,但由于不经济,所以未被采用。足球、排球、网球以及乒乓球等的侧旋球和弧圈球的运动轨迹之所以有那么大的弧度也是起因于马格纳斯效应。
在1852年德国物理学家海因里希·马格努斯(Heinrich Magnus)描述了这种效应。然而早在1672年艾萨克·牛顿(Isaac Newton)在观看了剑桥学院(Cambridge college)网球选手的比赛后描述和正确推断了这种现象的原由。在1742年英国的一位枪炮工程师本杰明·罗宾斯(Benjamin Robins)解释了在马格努斯效应中步枪弹丸(musket balls)运动轨迹的偏差。
什么是马格努斯效应
是一个流体力学当中的现象,是一个在流体中转动的物体(比如圆柱体)受到的力。
原理
如果一个物体同时作平动和转动,那么它的飞行轨迹将会发生偏移,偏移的方向一侧流体与物体一同旋转,旋转的更快,从而产生了负压力,而另一侧产生了正压力,两侧的压差到之产生了侧向力。
马格斯效应指在流体力学中,如果绕轴旋转着的圆柱体在作横向运动时,将承受流体给予的与运动方向相垂直的力。这种现象被称为马格努斯效应。
举例
足球中的香蕉球,球转得越快,弧度越大
什么是马格努斯效应?把篮球从高空扔下,会发生什么?
马格努斯效应是以德国物理学家古斯塔夫•马格努斯的名字命名的,他是第一位对这个现象需要的物理知识进行细致研究的人。然而,牛顿是最早发现并推断出物理原因的人。
牛顿在剑桥观看一场网球比赛时观察到,上旋球如何使球的下降速度更快。与此相反,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。马格努斯效应的基本描绘是:当一个旋转物体的转轴方向与飞行方向不重合时,物体旋转可以带动周围流体,使得物体一侧的流速增加,另一侧减小。
没有帆的“帆船”,利用横向风吹动这两根可以旋转的大柱子飞快旋转,从而获得向前的推力使船只前行,同样也是用到了马格努斯效应。
作为一种非线性的复杂流体力学现象,深入研究马格努斯效应,不仅对于球类运动、船只、飞机设计有重要指导意义,在军事上,对于子弹、导弹的设计、气动性能分析以及制导控制方面有着深远意义。
流体速度增加将导致压强减小,流体速度减小将导致压强增加,这样就导致旋转物体在横向的压力差,并形成横向力。同时由于横向力与物体运动方向相垂直,因此这个力主要改变飞行速度方向,即形成物体运动中的向心力,因而导致物体飞行方向的改变。
如果一个物体同时做平动和转动,那么它的飞行轨迹将会发生偏移,偏移的方向一侧流体与物体一同旋转,旋转得更快,从而产生了负压力,而另一侧产生了正压力,两侧的压差到之产生了侧向力。足球中的香蕉球,球转得越快,弧度越大。
在流体中飞行的旋转物体,在其周围产生流体漩涡,并受到垂直于运动方向的力。对于旋翼帆船来说,旋转的物体就是巨大的金属圆柱体,“流体”是风。由此产生的力被用来为船舶产生推进力。
马格努斯效应可以用来解释乒乓球中的弧线球、足球中的香蕉球等现象。利用马格努斯效应还设计出了带旋转的飞艇,这种飞艇通过旋转可以增加、调节飞艇的升力,是飞艇设计中一种很有趣的设计方式。
什么是马格纳斯效应
马格纳斯效应(Magnus Effect),以发现者海因里希·马格努斯命名的,是一个流体力学当中的现象,是一个在流体中转动的物体(如圆柱体)受到的力。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,在与旋转角速度向量和移动速度向量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象称作马格纳斯效应。旋转物体之所以能在横向产生力的作用,从物理角度分析,是由於物体旋转可以带动周围流体旋转,使得物体一侧的流体速度增加,另一侧流体速度减小。
足球比赛中运动员踢出的的弧线球是怎样的物理运动原理?
我们要知道,生活中存在压强,正是这压强,使你听到了声音,正是这压强,我们得以测得珠穆朗玛峰高度,正是这压强,你踢一脚足球,足球没有瘪了。
马格努斯效应是指当一个带着自转的规则物体(例如圆柱体)向一个方向飞时,轨迹不是直线的现象。
而香蕉球,则是足球在飞行时带有高速旋转,带动周围空气流动然后因为一侧空气流速快,一侧慢,导致一侧压强小,另一侧大,空气由大的流向小的,把足球“吹”过去。致使足球飞出弧线。
根据我的观察,足球飞行的时候即使转速不变,但球速度变快,球弧度则增大。
马格鲁斯滑翔机原理
其中的科学原理:
这个科技小制作的英文名称是“Magnus Glider”,翻译成“马格努斯滑翔机”。因为它利用了“马格努斯效应”。什么是“马格努斯效应”呢?
假设一个圆柱体平稳地向前飞行,那么气流会平稳地从它上下流过,对它只产生阻力,如下图1。如果这个圆柱体同时旋转,它的下表面运动方向与气流方向相反,上表面相同,就会造成圆柱体下表面空气流速低,上表面空气流速高。根据“伯努利定律”,就会产生向上的升力,如下图2。
一边旋转一边向前运动的圆柱体会受到空气的作用力,这就是马格努斯效应说明的内容。大家都知道足球运动里很著名的“香蕉球”,足球运动员把球旋转着踢出去,旋转的球受到空气的动力,会以一个弧线运动,就是这个原理的应用。同样在中国国球乒乓球运动中,也有“弧圈球”这项技术,我们不太熟悉的棒球运动中,也有类似的技术。
当然我们制作的这个“马格努斯滑翔机”不光利用了这种效应,里面还有“陀螺效应”,正是陀螺效应让它飞行的更平稳。另外杯子的形状,两个相对的圆锥形,也增加了它的稳定性。
小儒尼尼奥那种S形的任意球是怎么踢出来的,有怎样的脚法?
用正脚背抽射球的中下部一侧,比如踢球的中下部的稍右一点,然后脚在踢得同时稍微向左发力,这样球踢出去之后刚开始是向左偏随后随着球的旋转会向右偏,这样就形成了s形弧线,不过这种球难度很高,一般的职业足球运动员也很难踢出这种球的,得需要大量的练习.
在体育中有何应用
1. 马格努斯效应小常识
马格努斯效应小常识 1.马格努斯效应
对于圆柱体的均匀来流的绕流问题,若绕圆柱体存在环量,则圆柱体将受到横向作用力 。若为正值,则流谱如图所示。
产生绕圆柱体环量的最简单的办法是使圆柱转动。由于真实流体均有粘性,转动着的圆柱必然带动其围周流体绕圆柱运动,从而产生了绕圆柱的环量。
因此,绕轴旋转着的圆柱体在作横向运动时,将承受流体给予的与运动方向相垂直的力。这种现象,我们称它为马格努斯效应。
在球类运动中,可以利用马格努斯效应使球产生横向漂移。若击球的合力不通过球心,则球在产生向前运动的同时,还产生旋转运动。由于马格努斯效应,球在向前运动过程中并产生横向漂移。图中给出的是圆球运动的漂移现象。
2.小伙用一个篮球解释什么是马格努斯效应
马格努斯效应(Magnus Effect),以发现者马格努斯命名, 流体力学当中的现象,是一个在流体中转动的物体(如圆柱体)受到的力。
马格努斯效应在球类运动项目中非常普遍,不仅仅是足球和乒乓球项目,在网球、棒球、排球、篮球等中都有应用,所以对马格努斯效应的产生原因和在球类运动中的应用进行研究,对球类运动的教学水平、训练效果和竞赛成绩有着重要的指导意义和实践意义。马格努斯效应是一种非线性的复杂力学现象,深入研究其机理和规律将对旋转弹丸、导弹的设计、气动性能分析以及制导控制起指导意义。
3.请问谁知道那里可以找到马格纳斯效应的有关的详细的资料
Magnus effect
在粘性不可压缩流体中运动的旋转圆柱受到举力的一种现象。这个效应是德国科学家H.G.马格纳斯于1852年发现的,故得名。在静止粘性流体中等速旋转的圆柱,会带动周围的流体作圆周运动,流体的速度随着到柱面的距离的增大而减小。这样的流动可以用圆心处有一强度为Γ的点涡来模拟。 于是马格纳斯效应可用无粘性不可压缩流体绕圆柱的有环量流动来解释(见有环量的无旋运动)。马格纳斯效应曾被用来借助风力推动船舶航行,用几个迅速转动的铅直圆柱体代替风帆。试验是成功的,但由于不经济,所以未被采用。足球、排球、网球以及乒乓球等的侧旋球和弧圈球的运动轨迹之所以有那么大的弧度也是起因于马格纳斯效应。
怎样增强马格努斯效应
1. 增加物体的自旋速度。更快的自旋将产生更大的力矩。
2. 增加物体的密度和表面积。高密度和大表面积的物体更容易产生马格努斯效应。
3. 改变旋转方向。在某些情况下,改变旋转方向可能会增强马格努斯效应。
4. 调整介质的性质。在液体或气体中运动时,调整介质中的温度、压力和粘性等参数可能会影响马格努斯效应。
5. 利用电场或磁场等外界因素来调节马格努斯效应。这些外界因素可以影响物体周围的流体动力学特性,从而影响马格努斯效应的大小和方向。