世界杯将至,你在期待梅西、C罗的任意球,还是恰尔汉奥卢的“圆月弯刀”呢?“香蕉球”虽然是足球运动员的基本功之一,但想运用神奇却不是一件易事。当大家在为精彩的弧线球激动欢呼时,有人却注意到了其中的玄机。
而球可以走弧线的原理竟被运用到了远洋货轮上,这究竟是怎么一回事?1672年,牛顿在观看剑桥学院网球选手的比赛时,描述并猜想了弧线球这种现象出现的原理。到了1852年,德国物理学家海因里希·马格努斯通过实验证实了牛顿的猜想,而这一现象也被称为“马格努斯效应”。
马格努斯效应解释了通常观察到的偏离运动中旋转球的典型轨迹或路径,特别是足球、乒乓球、网球、排球、高尔夫球、棒球。在乒乓球运动中,马格努斯效应很容易观察到,因为球质量小,密度低。一个有经验的运动员可以在球上放置各种各样的旋转球。乒乓球拍通常有一个由橡胶制成的表面,使球拍最大的握在球上以产生旋转。
2010届国际足联世界杯的比赛球因产生不同于之前比赛球的马格努斯效应而受到批评。此次的比赛球产生较少的马格努斯效应,飞得更远,但控制力较低。
除了在球类运动领域,马格努斯效应还对子弹飞行轨迹有影响。总的来说,马格努斯力对子弹飞行轨迹的影响通常与其他力量如空气阻力相比是微不足道的。然而,它极大地影响子弹的稳定性,这反过来又影响拖曳量、子弹在撞击时的表现,以及许多其他因素。弹丸的稳定性受到影响,因为马格努斯效应作用于弹丸的压力中心而不是其重心。
更具体的应用则是在视频中提到的轮船与飞行器。可以说,我们每天接触到的很多事物,都在展现着科学之美。当一个自然的小现象被观察到,然后被进一步探索,直到最终新事物的出现,每一个瞬间都闪烁着人类智慧的光芒。