物理史話之香蕉球是怎麼踢出來的馬格努斯

2020-11-22 東方體育

物理史話之香蕉球是怎麼踢出來的馬格努斯

當我們在足球賽場上看到運動員們將足球踢出一個個美妙的弧線的時候，我們是否想過，為什麼球飛行的路線不是直的，而是帶著弧度的？據說當年牛頓在觀看了劍橋學院網球選手的比賽後描述和正確推斷了這種現象的原由，而到了1742年，英國的一位槍炮工程師班傑明·羅賓斯也解釋了步槍彈丸運動軌跡的偏差，但是真正的將其提出，並給出解釋的卻是本文的主角，德國物理學家、化學家馬格努斯。

海因裡希·古斯塔夫·馬格努斯

海因裡希·古斯塔夫·馬格努斯於1802年出生在德國柏林的一個猶太富商的家庭。年輕的時候，馬格努斯在家庭教師的指導下學習了數學和自然科學。1822年，馬格努斯考入柏林大學，並在3年後的1825年在他的老師米修裡希·伊爾哈德的指導下發表了他的第一篇論文--《對引火鐵、鈷和鎳的研究》，並在1827年憑藉一篇關於碲的論文而獲得博士學位。隨後，馬格努斯前往巴黎，在蓋·呂薩克的實驗室作為蓋·呂薩克的助手工作了一年。因此，到1831年，馬格努斯作為一流的實驗科學家被任命為柏林大學的物理和技術講師，並在3年後升為助理教授。到1845年，馬格努斯成為正教授。

柏林大學

馬格努斯從事過電磁感應、熱電學、電化學等很多方面的研究，探討過熱力學問題，研究過氣體膨脹時的增壓比和體積比以及氣體的導熱和熱輻射等問題。1842年，馬格努斯還以更高的精確度證實了蓋·呂薩克定律。然而馬格努斯更加為人所知的則是以他的名字命名的關於空氣動力學中的一個效應--馬格努斯效應。即：在不可壓縮的粘滯流體中運動的旋轉圓柱或圓球會受到側向力的現象。這句話很難理解，我們還是用本文開頭的香蕉球來解釋一下。當足球被踢出去之後，在氣流中運動時，如果其旋轉的方向與氣流同向，則會在球體的一側產生低壓，而球體的另一側則會產生高壓。向前運動的球在以順時針方向旋轉時，下側由於迎著氣流運動，受到的空氣摩擦力會更大。這就得使足球下側受到的壓力比上側更大，足球在壓力的作用下便會朝上偏。如果足球以逆時針方向旋轉，則相反。也就是說，想要在比賽中踢出香蕉球或者落葉球來，不但要有高超的足球技能，也得知道比賽場中的風向，然後根據風向做出正確的選擇，才能達到效果。

馬格努斯效應與香蕉球

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