マグナス効果とは？

マグヌス効果は、回転する物体が片側に低圧ゾーンを、反対側に高圧ゾーンを作り出す物理現象です。この圧力差により、オブジェクトを低圧ゾーンの方向に押す力が生じます。マグヌス効果は、この現象を最初に研究したドイツの物理学者グスタフ・マグヌスにちなんで名付けられました。マグヌス効果は、スピンで打たれたときのサッカー ボールの湾曲運動と、野球のナックルボールの予測不可能な運動を説明します。

彼のまばゆいばかりのルックスと直感に反するヘリウムを注入した声以外に、デビッド・ベッカムは主に彼の渦巻くフリーキックで知られています.最初に、彼はボールから距離を置き、長い歩幅で後ろに進み、ホイッスルが鳴った後、前にジョギングし、右足で慎重にボールを打ちました。ボールは、最初はターゲットから外れたように見える方向に空中に飛び込みますが、徐々にボールが内側に曲がり始めます。 .

曲線的な軌道はゴールキーパーを欺くでしょう。ボールは、ゴールポストの内側に忍び寄るのに十分なほど曲がり、アラビア語の解説者は、彼らの特徴である理解できない叫び声を上げました。しかし、そのような欺瞞の中で最も人気があり、間違いなく巧妙だったのは、1997 年のワールド カップでブラジルのロベルト カルロスがフランスに対して行った有名な「不可能なゴール」でした。ここで驚くべき偉業を目の当たりにすることができます。

ロベルト・カルロスのフリーキック。 (写真提供:TSU VideoSport TV
/ユーチューブ）

ただし、この現象はサッカーに限ったことではありません。ラグビー、テニス、卓球、バスケットボール、野球など、ボールを使用するすべてのスポーツで広く使用されています。さらに、ボールは単に一方向に曲がるわけではありません。野球とフットボールのナックルボールは、その悪名高い揮発性のために、打者とゴールキーパーに等しく嫌われています.どちらの動きも、マグナス効果という 1 つの効果で説明できます。

マグナス効果とは?

この効果は、ドイツの物理学者グスタフ マグヌスにちなんで名付けられました。グスタフ マグヌスは、これに伴う物理学の厳密な調査に最初に取り組んだ人物です。しかし、その原因を最初に発見し、推測したのはアイザック・ニュートンであることが知られています。ニュートンは、ケンブリッジでテニスの試合を観戦しているときに、トップスピンによってボールが予想以上に速く落下することを観察しました。逆に、特定の方法でボールを撫でると、バックスピンが発生し、ボールがゆっくりと持ち上げられ、わずかな距離を浮遊します。

その理由を理解するために、物理学の問題解決に必要な最初のこと、つまり図を描きましょう。

この図は、ボールを前方に推進し、時計回りに回転させる方法で打たれた、または投げられたボールを表しています。小麦畑の矢印のパターンは、入ってくる風によって加えられる抗力を表しています。抗力は、風によって提供される抵抗であり、自転車でレースをしているときに感じるのと同じ抵抗です。または、動きの速い車の窓から手のひらを突き出したときに手のひらを風に向けたときに感じる抵抗と同じです.

ここで、渦巻くボールの一方の側と同じ方向に線の集まりが走っています。この場合、これらはボールの下の線ですが、ボールの反対側は風の反対方向に移動し、その抗力に衝突します。そのコースで正面からライン。同じ方向に高速で邪魔されない線が低気圧の領域を作成し、反対側の乱気流が高気圧の領域を構築します。

マグナス フォース

この圧力差が、ボールをスピンの方向、またはより正式には圧力差の方向 (高圧から低圧へ) に押します。この緩やかなカールは、力によって助長されることを示すことができます。力は、圧力差の方向で、回転軸に垂直な矢印で表されます。これはマグナス力と呼ばれます。

マグヌス力は、ニュートンの運動の第 3 法則の結果であることが知られています。これは、ボールが空気に与える力に対する反作用として、空気がボールに及ぼす等しく反対の力です。

マグヌス力は、ニュートンの運動の第 3 法則の結果であることが知られています。これは、ボールが空気に与える力に対する反作用として、空気がボールに及ぼす等しく反対の力です。物体が空気を一方向に押すと、その結果、空気が物体を反対方向に押します。マグナス効果は、方向転換する野球、テニス ボール、場合によってはクリケット ボール、特にピンポン ボールに適用されます。ピンポン球はサイズが小さく、密度が低いため、効果が高まり、より目立ちます。右のコンタクトは、相手の手の届かないところに、ボールをより広くスイングします。フレットナー飛行機がどのように飛行できるかについても、同じ原理が説明しています。

ナックルボール

最後に、サッカーであろうと野球であろうと、ナックルボールはボールのマグナス効果によって駆動されますが、 ではありません。 紡糸。スピンがまったくなく、ボールは従順になり、来たるべき突風の気まぐれに身を委ねます。スピンがなければ、ボールの動きを導く絶対的または確立された圧力差は存在しません。むしろ、ボールが予期せず方向転換して跳ねる .これにより、その弾道を予測することが非常に困難になるため、バッターは気まぐれなボールがいつダックするかを見分けることができません。

もちろん、ナックルボールを投げたり蹴ったりするには計り知れないスキルが必要です。遅すぎるとボールが途中で落下し、速すぎるとボールが沈まないため、公園を横切るトレーニングショットになります。もちろん、精度は、何年にもわたる慎重な練習の後にのみ達成できます。ただし、それでも保証されない場合があります。