Що таке обертання і ефект Магнуса?

Або чому бейсбольний м’яч може летіти по дузі?

Люди іноді говорять, що насправді бейсбольний м’яч по дузі не летить, що це всього лише оптичний обман. Бейсболісти і вчені знають, що це не так. Подаючий вищої ліги може змусити м’яч відхилятися убік, вниз або вгору під час його польоту в “будинок”. Траєкторія подачі визначається тим, яку швидкість і напрямок обертання додасть м’ячу рука подає. Відповідно до законів фізики будь-яке тіло, схоже на рухомий в повітрі бейсбольний м’яч, піддається впливу декількох фізичних сил, спільне вплив яких і визначає траєкторію його польоту.

Бейсбольний м’яч зшитий червоною ниткою, яка під час зшивання утворює 216 стібків. При польоті обертового м’яча стібки втягують у круговий рух прилеглий до них шар повітря. У результаті набегающий повітря рухається швидше там, де його направлення збігається з напрямком обертання м’яча. Чим швидше рухається повітря, тим менший тиск він створює. Тому тиск повітря на стороні м’яча, що обертається в напрямку руху набігаючого потоку, стає меншим, ніж на його протилежній стороні, обертової проти потоку. Аналогічно тому як атмосферні повітряні маси рухаються в бік зменшення тиску, бейсбольний м’яч відхиляється в напрямку підкручення, т. Е. В ту сторону, з якої знаходиться його бічна поверхня з більш низьким тиском. М’яч, поданий гравцем вищої ліги, за півсекунди свого польоту в “будинок” здійснює близько 18 оборотів і може відхилитися убік майже на 45 сантиметрів.

Обертання і ефект Магнуса

Коли м’яч летить, він відчуває лобове опір повітря. На боці м’яча, що обертається в напрямку руху набігаючого потоку, це опір менше. Такий дисбаланс створює силу, спрямовану під прямим кутом до напрямку польоту м’яча. Відома під назвою ефекту Магнуса, ця сила пропорційна швидкості обертання, швидкості польоту і лобового опору.

“Дуговий” м’яч

Подаючий кидає “дугового” м’яч, підкручуючи його зап’ястям, щоб змусити м’яч обертатися. Поданий правшой, такий м’яч обертається вниз і вліво (проти годинникової стрілки, якщо дивитися на м’яч зверху) і в результаті летить у нижній правий кут “дому”. Так як потік, що набігає повітря рухається швидше на стороні м’яча, що обертається в напрямку потоку, м’яч відхиляється вліво і вниз.

“Гвинтовий” м’яч

“Гвинтовий” м’яч кидають, вигинаючи зап’ясті в сторону тіла, а не від нього, як у випадку “дугового” м’ячі. Такий вигин зап’ястя надає м’ячу напрямок обертання, протилежне “дуговому”, і змушує відхилятися м’яч вгору і вправо. Поданий правшой “гвинтовий” м’яч летить в правий верхній кут “дому”.

“Швидкий” м’яч

Добре поданий “швидкий” м’яч – це не звичайна пряма подача, а один з видів спеціальної підкручення. При подачі “швидкого” м’яча подає підкручує його так, щоб м’яч обертався назад, і в результаті під дією ефекту Магнуса м’яч відхиляється вгору. “Швидкий” м’яч, що летить зі швидкістю 150 кілометрів на годину, може відхилитися вгору майже на 10 сантиметрів.

Підкрутка м’яча

Різниця між “швидким”, “дуговим” і “гвинтовим” м’ячами полягає у швидкості і напрямку обертання м’яча. Ефект Магнуса змушує м’яч відхилятися в напрямку свого обертання. Машина для подачі м’ячів надає їм різні види підкручення, змінюючи швидкості обертання двох ежекторних коліс. Подаючий робить це, змінюючи хват м’яча.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 4.00 out of 5)

Що таке обертання і ефект Магнуса?