Efecto Magnus Marzo 18, 2009
Posted by fcarrasco in Ingeniería, Ingeniería de fluidos.Tags: física, Fluidos
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El efecto Magnus explica por qué el movimiento de giro de un sólido determina su trayectoria en el seno de un fluido. Supongamos que golpeamos una pelota de tal forma que provocamos que se desplace en el aire, pero a la vez que rota sobre sí misma. En consecuencia, el aire se desplaza con respecto al centro de masas del esférico:
A causa del conocido como efecto Venturi, la presión del aire será menor en aquellos puntos donde la velocidad del fluido es mayor y viceversa. En consecuencia, en el ejemplo de nuestro dibujo, debido a que la velocidad del aire es mayor en la parte inferior de la pelota por su giro sobre sí misma, la presión en esa zona será menor que en la parte superior, por lo que el esférico experimentará una fuerza dirigida hacia abajo que hará que alcance el suelo antes de lo que lo haría si no se diese el efecto Magnus:
De la misma forma, si el balón girase sobre el eje vertical que pasa por su centro, podría desviarse a la derecha o a la izquierda, dependiendo del sentido del giro. Viendo un golpe liftado en un partido de tenis, un saque de voleibol o el lanzamiento de una falta por parte de un jugador de fútbol, podremos observar las consecuencias que tiene el efecto Magnus sobre el juego:
La tryectoria de la bala al salir del cañon, (balistica exterior)
lo hace en linea recta o parabolica. Se entiende que apuntando
recto. A parte de la respuesta, hay alguna forma tecnica
o matematica para demostrallo y como interfiere el efecto
magnus.
La trayectoria de la bala al salir del cañon, (balistica exterior)
lo hace en linea recta o parabolica. Se entiende que apuntando
recto. A parte de la respuesta, hay alguna forma tecnica
o matematica para demostrarlo y como interfiere el efecto
magnus.
La trayectoria que sigue una bala de cañón es parabólica. La que es recta, paralela al cañón y tangente a la trayectoria es la dirección de la bola en el punto de partida. El efecto Magnus sólo se daría si la bala saliese del cañón rotando sobre sí misma, pero en este tipo de problemas normalmente sólo se tiene en cuenta la fuerza de gravedad.
Gracias por la respuesta, aunque yo me refería al cañón de un rifle
de caza.
Juan Mora
Perdón por el atrevimiento, pero hay un error en el gráfico 2 y en la siguiente explicación: “debido a que la velocidad del aire es mayor en la parte inferior de la pelota por su giro sobre sí misma, la presión en esa zona será menor que en la parte superior, por lo que el esférico experimentará una fuerza dirigida hacia abajo que hará que alcance el suelo antes de lo que lo haría si no se diese el efecto Magnus”.
Empíricamente, todo jugador de golf y de tenis sabe que el resultado es el contrario: el back spin (que es la rotación ilustrada allí) tiende a causar el ascenso de la pelota y a demorar su contacto con el suelo. ¿Significa esto que Magnus, Venturi y Bernoulli se equivocan? Claro que no. El error está en aquello de “la velocidad del aire es mayor en la parte inferior de la pelota por su giro sobre sí misma”. Se ha tomado como referencia la velocidad del aire respecto de la superficie de la pelota, que no tiene influencia, cuando debería tomarse como referencia la velocidad del aire respecto del centro de la pelota. Debido al rozamiento, en el ejemplo de ambos gráficos, la rotación de la pelota imprime mayor velocidad al aire (respecto del centro de la bola) en la parte superior de dicha esfera.
No olvidemos que, debido a la rotación, la parte superior de la pelota retrocede respecto de su centro.
Arriba de la esfera tenemos que la velocidad del aire es igual a la velocidad de marcha SUMADA a la velocidad inducida por la rotación, mientras que esa rotación viene a RESTAR velocidad a la parte inferior.
Supongamos que la pelota está viajando a 100 km por hora. Si pudiéramos viajar en el interior de la pelota ilustrada, y mantenernos inmunes a la rotación, el aire en ambos polos laterales pasaría a 100 km/h, mientras que en el cenit se vería pasar a más de esos 100, ayudado hacia atrás por la rotación, y en la parte inferior, estorbado por el mayor rozamiento, el viento de marcha sería menor a 100 km/h.
Pancracio,
Muchas gracias por tu aportación.
Siento decirte que el gráfico 2 es correcto. La clave está en que el movimiento que describimos es el topspin, no el backspin. Las flechas de la derecha indican la velocidad del fluido con respecto a centro de la pelota, por lo que la pelota se está moviendo hacia la derecha si tomamos el suelo como punto de referencia.
Aquí mismo está el ejemplo:
http://en.wikipedia.org/wiki/Topspin
Extraído de wikipedia:
The top of the ball moves forwards against the flow of air, which consequently slows down the flow of air on the top surface. The bottom surface does the complete opposite of this. It moves in the same direction as the airflow, thus accelerating the airflow on the bottom. This causes the air pressure above the ball to be higher than the air pressure below the ball. The pressure differences impart a downward force on the ball.
Necesito saber ¿por que curva la trayectoria de una pelota que gira?¿por que se mueve hacia nosotros la cortina de la ducha cuando nos estamos bañando? ¿a que se debe que 2 autos que pasan uno junto al otro se atraen con gran velocidad?
Espero su respuestas, gracias:)