Magnus-Effekt
Der Magnus-Effekt - benannt nach seinem Entdecker Heinrich Gustav Magnus (1802-1870) - bezeichnet ein Phänomen der Strömungsmechanik.Als Magnus-Effekt wird die Querkraftwirkung (Kraft) eines rotierenden Zylinders oder einer Kugel bezeichnet, wenn sie umströmt werden. Dort, wo sich der Zylinder bzw. die Kugel mit der Strömung bewegt wird aufgrund der Reibung in der wandnächsten Strömungsschicht (die Grenzschicht) die Strömung beschleunigt. Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Strömung verzögert. Eine Beschleunigung der Strömung führt zu einer Absenkung des Druckes (Bernoulli-Gleichung) und umgekehrt. Der so entstehende Druckunterschied wirkt sich als Querkraft aus, die senkrecht zur Rotationsachse steht und zu einer Bahnablenkung führt. Das Phänomen beruht auf einer Überlagerung einer Parallelströmung mit einer Zirkulationsströmung.
Beispiele:
- Fußballspieler wissen, dass der Ball Drall haben muss, damit er im Bogen um die Mauer ins Tor fliegt. Je schneller er dreht, umso größer ist die Bahnablenkung.
- Tischtennisspieler und Tennisspieler nutzten den Effekt ebenfalls, z.B. Schnippeln, Top-Spin und Slice.
- Billard-Spieler versetzen die Kugel in Eigendrehung, das sog. Effet, um andere Kugeln zu umspielen.
- Magnus erbrachte 1852 den Nachweis des Phänomens rein experimentell und erkannte damit die Ursache für die Bahnabweichung rotierender Geschosse.
- Angeregt durch die Flugbahnabweichung von Tennisbällen gelang erst 1877 Lord Rayleigh die theoretische Begründung des Effekts.
- In den dreißiger Jahren des letzten Jahrhunderts versuchte Anton Flettner den Magnus-Effekt zum Antrieb von Schiffen (Flettner-Rotorschiff) auszunutzen. Anstelle von Segelmasten besaß das Schiff große rotierende Zylinder. Das Schiff war jedoch energetisch zu ungünstig, da die großen Zylinder einen zu hohen Luftwiderstand hatten.