◎文/圖 侯易飛
下面,讓我們一起來制作一架馬格努斯滑翔機吧。
取出透明膠帶,裁出紙杯底部圓周的長度。
紙杯兩個、窄透明膠帶、皮筋若干
將兩個紙杯對疊在一起,用透明膠帶纏繞在一起。纏繞過程要小心,不要把膠帶打彎,保持膠帶整齊。
喜歡踢足球的同學都知道,貝克漢姆有一招著名的“圓月彎刀”任意球技術,幫助球隊贏得過多次勝利。這種由任意球技術踢出的“香蕉球”是足球場上取得勝利的一項重要“進攻武器”。
那怎么樣才能踢出好的“香蕉球”?能不能通過科學方法來分析“香蕉球”的運動軌跡?其實,早在1852年德國物理學家海因里希·馬格努斯就描述了這種現(xiàn)象。人們把這種旋轉物體的旋轉角速度與物體飛行方向不重合時,物體飛行軌跡發(fā)生偏轉的現(xiàn)象稱作“馬格努斯效應”。
“馬格努斯效應”不僅僅體現(xiàn)在“香蕉球”上,還可以用于飛行器的設計。在生活中,你肯定見過固定翼的滑翔機,見過固定翼的飛機,今天我們要介紹的是一種沒有翅膀的滑翔機—馬格努斯滑翔機。
取出橡皮筋,將橡皮筋一個接一個交叉套接在一起。
釋放飛行器:將套接好的橡皮筋纏繞在連接在一起的杯子中間,多纏繞幾圈,用一只手拽著橡皮筋一端,另一只手通過另一端釋放橡皮筋,觀察紙杯飛行的軌跡。
“馬格努斯效應”是流體力學中的一種常見物理現(xiàn)象。利用這個效應產生的飛行效果,其實與“伯努利”原理很有關系。仔細觀察圖1、圖2,當圓柱體旋轉時,由于旋轉時上表面的流體流速相對于下表面升高,產生壓力差,則會產生升力,會使旋轉物體發(fā)生旋轉。