马格努斯飞行器—越改进越原始||趣味科学实验
【实验视频】
【飞机视频】
【实验原理】
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移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,从物理角度分析,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。
根据伯努利定律,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。
【知识拓展】
由“康达效应”(Coanda effect) 来解释,又称为“附璧效应”:意指: 流体遇到障碍物时(如球面),会有沿着障碍物曲面流动的倾向,因流线的弯曲需要向心力,而相对应的反作用力作用于球体,上下方流体速度不同,向心力的反作用力亦不同,球便受到“提拉”(entrainment,或称“挟持”或“拽引”),使球上升(或下降)。
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