måndag 4 februari 2013

Varför skruvar sig en boll!

Uppgift 9 sid 52.





Detta fenomen går under beteckningen Magnus-effekten. Namnet har inget med någon fotbollsspelare att göra, utan kommer från den tyske kemisten och fysikern Gustav Magnus som levde 1802-1870.

Magnus-effekten innebär att när en kropp i form av en sfär eller en cylinder roterar i en gas eller vätska och samtidigt rör sig i relation till gasen/vätskan, skapas en kraft som är riktad åt sidan. Om man till exempel skjuter ett skruvat skott skapas runt bollen ett skikt av luft som följer med i dess rotation. Detta luftskikt växelverkar med fartvinden och resultatet blir tryckförändringar.

Låt oss ta ett skott med höger ytter­sida som exempel. Vid ett sådant skott roterar vänstersidan av bollen i samma riktning som bollen rör sig. Luftskiktet på denna sida strömmar åt samma håll och motverkar då fartvinden, som ju strömmar åt motsatt håll sett utifrån bollens synvinkel. På högersidan av bollen rör sig luftskiktet däremot i samma riktning som fartvinden och ökar istället på luftströmmen. Trycket ökar på den sida där hastigheten på luften blir lägre (vänster) och minskar där hastigheten blir högre (höger). Bollen trycks då åt det håll där trycket är lägst och resultatet blir en skruvad bana åt höger.

insåg precis att bilden inte stämmer med texten? Bilden visar en boll som skruvar sig så att den flyger längre.


Luftens strömning runt en gropig yta både ökar lyftkraften och minskar luftmotståndet




Luften på ytan av bollen rör sig med bollens hastighet medan luften utanför det så kallade gränsskiktet, som bara är någon tiondels millimeter tjockt, inte påverkas. De små groparna på ytan gör nu att strömningen i gränsskiktet blir turbulent. Det skapas då många små virvlar som gör att luftströmmen kan följa bollens yta litet längre på baksidan än annars. Man kan säga att groparna gör bollen mer strömlinjeformad än vad den egentligen är. Rätt utformade gropar kan minska luftmotståndet med ungefär hälften jämfört med en slät boll.

Undra hur många duktiga idrottare som vet all fysik som ligger bakom den sport som de håller på med?


Inga kommentarer:

Skicka en kommentar