efecto magno
El efecto Magnus es un fenómeno observable que se asocia comúnmente con un objeto giratorio que se mueve a través de un fluido . La trayectoria del objeto giratorio se desvía de una manera que no está presente cuando el objeto no está girando. La desviación puede explicarse por la diferencia de presión del fluido en lados opuestos del objeto giratorio. El efecto Magnus depende de la velocidad de rotación.
El caso más fácilmente observable del efecto Magnus es cuando una esfera (o cilindro) giratoria se curva alejándose del arco que seguiría si no estuviera girando. A menudo lo utilizan los jugadores de fútbol y voleibol de asociación, los lanzadores de béisbol y los jugadores de cricket . En consecuencia, el fenómeno es importante en el estudio de la física de muchos deportes de pelota . También es un factor importante en el estudio de los efectos del giro en misiles guiados y tiene algunos usos de ingeniería, por ejemplo, en el diseño de barcos de rotor y aviones Flettner .
Topspin en los juegos de pelota se define como un giro sobre un eje horizontal perpendicular a la dirección de desplazamiento que mueve la superficie superior de la pelota en la dirección de desplazamiento. Bajo el efecto Magnus, el topspin produce un desvío hacia abajo de una bola en movimiento, mayor de lo que produciría la gravedad sola. Backspin produce una fuerza hacia arriba que prolonga el vuelo de una pelota en movimiento. [1] Del mismo modo, el giro lateral hace que se desvíe hacia cualquier lado, como se ve durante algunos lanzamientos de béisbol, por ejemplo, el control deslizante . [2] El comportamiento general es similar al de un perfil aerodinámico (ver fuerza de sustentación ), pero con una circulación generada por la rotación mecánica en lugar de la acción del perfil aerodinámico.[3]
El efecto Magnus lleva el nombre de Heinrich Gustav Magnus , el físico alemán que lo investigó. La fuerza sobre un cilindro giratorio se conoce como elevación de Kutta-Joukowski , [4] en honor a Martin Kutta y Nikolai Zhukovsky (o Joukowski), quienes analizaron por primera vez el efecto.
La fuerza de gradiente de presión es la fuerza que resulta cuando hay una diferencia de presión a través de una superficie. En general, una presión es una fuerza por unidad de área, a través de una superficie. Una diferencia de presión a través de una superficie implica entonces una diferencia de fuerza , que puede resultar en una aceleración de acuerdo con la segunda ley de movimiento de Newton , si no hay una fuerza adicional para equilibrarla. La fuerza resultante siempre se dirige desde la región de mayor presión a la región de menor presión. Cuando un fluido está en un estado de equilibrio (es decir, no hay fuerzas netas ni aceleración), se dice que el sistema está en equilibrio hidrostático . En el caso de atmósferas, la fuerza del gradiente de presión se equilibra con la fuerza gravitacional, manteniendo el equilibrio hidrostático. En la atmósfera de la Tierra , por ejemplo, la presión del aire disminuye a altitudes sobre la superficie de la Tierra, proporcionando así una fuerza de gradiente de presión que contrarresta la fuerza de la gravedad en la atmósfera.
Una comprensión intuitiva del fenómeno proviene de la tercera ley de Newton , que la fuerza de desviación sobre el cuerpo es una reacción a la desviación que el cuerpo impone sobre el flujo de aire. El cuerpo "empuja" el aire en una dirección y el aire empuja el cuerpo en la otra dirección. En particular, una fuerza de elevación va acompañada de una desviación hacia abajo del flujo de aire. Es una desviación angular en el flujo de fluido, detrás del cuerpo.
