Ефект Магнуса [GetAClass] Magnus effect [GetAClass]. Effet Magnus [GetAClass].

Приставимо два пластикових стаканчики дном один до одного Put two plastic cups upside down to each other

і з'єднаємо їх разом за допомогою ізострічки. and connect them together with electrical tape.

Намотаємо на стаканчики шматок гумового джгута We wind a piece of rubber harness on the cups

і добряче його розтягнемо. and stretch it out.

Якщо відпустити стаканчики, ми побачимо дещо дивовижне: If we let go of the cups, we will see something amazing:

наш планер спочатку різко піднімається вгору а потім по похилій кривій (глісаді) летить донизу. Our glider first rises sharply upward and then flies downward along a sloping curve (glide path).

Щоб цей політ було краще видно, знімемо його швИдкісною камерою і зробимо трасування траєкторії. To make this flight more visible, let's film it with a high-speed camera and trace the trajectory.

На цьому відео добре видно, що планер спочатку різко підіймається вгору, а потім спускається вниз практично із постійною швидкістю. In this video, you can clearly see that the glider first rises sharply upward and then descends at almost constant speed.

Щоб пояснити цей ефект, уявимо собі, що стаканчики обертаються на місці, а на них налітає потік повітря. To explain this effect, let's imagine that the cups are rotating in place and a stream of air is hitting them.

Циліндр, що обертається, захоплює повітря і відхиляє його донизу. A rotating cylinder captures air and deflects it downward.

За другим законом НьЮтона, для зміни імпульсу повітряного струменя, на нього повинна діяти сила з боку планера. According to Newton's second law, in order to change the momentum of an air jet, it must be acted upon by a force from the airframe.

За третім законом НьЮтона, з боку повітря на планер діє рівна за величиною і протилежна за напрямком аеродинамічна сила. According to Newton's third law, an aerodynamic force of equal magnitude and opposite direction acts on the glider from the air.

Розкладемо цю силу на два компоненти: Let's break this force down into two components:

поздовжню - силу лобового опору; і поперечну - підіймальну силу. longitudinal - the force of frontal resistance; and transverse - lifting force.

Цю поперечну силу, що виникає через обертання планера, називають силою Магнуса, за іменем її першовідкривача.

Чим більша швидкість планера, тим більша аеродинамічна сила.

На початковій ділянці польоту аеродинамічна сила перевищує силу тяжіння, що діє на планер. In the initial part of the flight, the aerodynamic force exceeds the gravitational force acting on the airframe.

Тому вона гальмує планер і повертає його швидкість вгору. Therefore, it brakes the glider and turns its speed up.

А на глісаді аеродинамічна сила врівноважує силу тяжіння,

ось він і рухається рівномірно прямолінійно за першим законом НьЮтона.

Було б добре побачити це відхилення повітряного струменя на досліді. It would be nice to see this deviation of the air jet in an experiment.

Для цього скористаємося саморобною аеродинамічною трубою, яку побудували учасники турніру юних фізиків з інженерного ліцею НДТУ. To do this, we will use a homemade wind tunnel built by the participants of the tournament of young physicists from the NSTU Engineering Lyceum.

Увімкнемо трубу і знімемо швИдкісною камерою обтікання нерухомого циліндра Let's turn on the pipe and remove the flow around the stationary cylinder with a high-speed camera

Потік повітря візуалізується з допомогою струменів диму і лазерного ножа. The air flow is visualized by means of smoke jets and a laser knife.

На відео добре видно тіньову зону позаду циліндра. The video clearly shows the shadow area behind the cylinder.

А тепер примісимо циліндр обертатися. Повітряний потік став помітно відхилятися донизу. Now let's make the cylinder rotate. The air flow began to deviate noticeably downward.

Циліндр, що обертається в набігаючому повітряному потоці, створює підіймальну силу. A cylinder rotating in the incoming air stream generates the lifting force.

Цей ефект потрібно спробувати використати. You should try to use this effect.

Німецький винахідник Антон Флетнер побудував судно з роторними вітровими двигунами. German inventor Anton Fletner built a ship with rotary wind engines.

І в 1926 році воно вдало перетнуло Атлантику. And in 1926 it successfully crossed the Atlantic.

Спроба замінити циліндром, що обертається, крило літака виявилася не такою вдалою. An attempt to replace an airplane wing with a rotating cylinder was not so successful.

Хоча авіамоделі з такими циліндричними крилами досить непогано літають. Although aircraft models with such cylindrical wings fly quite well.

І, звичайно ж, ефектом Магнуса користуються футболісти, надсилаючи м'яч у ворота крУченим ударом. And, of course, football players use the Magnus effect, sending the ball into the goal with a curled shot.

Го-о-о-о-ол!!!