Quel est l'effet Magnus?

Anonim

Outre son air éblouissant et sa voix contre-intuitive à l'infusion d'hélium, David Beckham est principalement connu pour ses coups francs tourbillonnants. Tout d'abord, il s'éloignait du ballon à grandes enjambées, puis, après le coup de sifflet, il courait en avant et frappait prudemment le ballon du pied droit. La balle plongerait dans les airs, initialement dans une direction qui lui donnerait l’impression de s’éloigner de sa cible, mais progressivement, la balle commencerait à s’incurver à l’ intérieur .

La trajectoire curviligne tromperait le gardien de but; le ballon se courbait juste assez pour le laisser s'infiltrer à l'intérieur du poteau de but, obligeant les commentateurs arabes à percer leur signature, des vociférations inintelligibles. Cependant, le plus populaire et sans doute le plus habile de ces déceptions est le fameux «but impossible» du Brésilien Roberto Carlos face à la France lors de la Coupe du monde 1997. Vous pouvez assister à l'exploit étonnant ici .

Roberto Carlos Kick Libre. (Crédit photo: TSU VideoSport TV
/ Youtube)

Ce phénomène n’est cependant pas exclusif au football; il est assez répandu dans le rugby, le tennis, le tennis de table, le basketball, le baseball et tous les autres sports impliquant le ballon. De plus, les balles ne tournent pas dans une seule direction; Les knuckleballs du baseball et du football sont également abhorrés par les frappeurs et les gardiens de but pour leur volatilité notoire. Les deux mouvements peuvent être expliqués par un seul effet - l'effet Magnus.

Quel est l'effet Magnus?

Le diagramme représente une balle frappée ou lancée de manière à la faire avancer et à la faire tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. La configuration des flèches du champ de blé représente la force de traînée exercée par le vent entrant. La force de traînée est la résistance offerte par le vent, la même résistance que lorsque vous courez sur une bicyclette ou lorsque votre paume fait face au vent lorsque vous la sortez par la fenêtre d'une voiture à grande vitesse.

Maintenant, un groupe de lignes va dans la même direction que l’un des côtés de la balle tourbillonnante et, dans ce cas, ce sont les lignes situées au-dessous de la balle, tandis que l’autre côté de la balle se déplace dans la direction opposée du vent et se heurte à sa traînée. lignes frontales dans son cours. Les lignes rapides et non encombrées se déplaçant dans la même direction créent une zone de basse pression, tandis que la turbulence de l’autre côté crée une zone de haute pression.

C'est cette différence de pression qui pousse la balle dans le sens de la rotation ou, plus formellement, dans le sens du différentiel de pression - d'une pression élevée à une pression basse. On peut montrer que cette boucle progressive est encouragée par une force. La force est représentée par une flèche perpendiculaire à l'axe de rotation, dans la direction du différentiel de pression. C'est ce qu'on appelle la force de Magnus.

La force de Magnus est connue pour résulter de la troisième loi du mouvement de Newton: il s’agit de la force égale et opposée que l’air exerce sur la balle en réaction à la force qu’elle impose à l’air.

La force de Magnus est connue pour résulter de la troisième loi du mouvement de Newton: il s’agit de la force égale et opposée que l’air exerce sur la balle en réaction à la force qu’elle impose à l’air. L'objet pousse l'air dans un sens et, par conséquent, l'air le repousse dans l'autre direction. L'effet Magnus s'applique aux balles de baseball, aux balles de tennis, parfois aux balles de cricket, et plus particulièrement aux balles de ping-pong. L'effet est renforcé et plus visible chez les balles de ping-pong en raison de leur petite taille et de leur faible densité. Le contact droit fait brusquement basculer le ballon au-delà de la portée de l'adversaire. Le même principe explique également comment les avions Flettner peuvent voler.

Knuckleballs