Effetto Magnus

Un corpo in rotazione in un fluido trascina con sé lo strato di fluido immediatamente a contatto con esso, e quest'ultimo, a sua volta, trascina con sé lo strato attiguo: attorno al corpo rotante si formano così strati di fluido rotanti su circonferenze concentriche.

Se il corpo ha un moto di traslazione rettilinea (verso sinistra nell'immagine in alto) è come se venisse investito da una corrente di fluido che si muove in direzione opposta a quella del corpo (nel nostro caso quindi verso destra). Se il moto è puramente di traslazione rettilinea le linee di corrente saranno ugualmente spaziate tra loro intorno al corpo.

Nel momento in cui il corpo è dotato di moto sia rotatorio che traslatorio, la velocità del fluido aumenta superiormente o inferiormente al corpo a seconda del verso di rotazione del corpo, proprio per il trascinamento del fluido attorno al corpo stesso (le velocità degli strati di fluido in rotazione amplificano il moto della corrente dovuto alla traslazione in verso concorde a quest'ultima e diminuiscono la velocità nella zona in cui i versi sono invece discordi).

La forza prodotta è una portanza, del tutto simile a quella generata dall'ala di un aereo, causata dalla differenza di pressione del fluido sulla superficie dell'oggetto. Nell'esempio a lato, la maggiore velocità del fluido nella zona superiore dell'oggetto provoca un abbassamento della pressione, con conseguente spinta verso l'alto a causa della pressione più elevata esercitata sulla zona sottostante l'oggetto (dove la velocità del fluido è minore).

Esempi tipici di tale effetto sono dati dai colpi in topspin o backspin nel tennis e nel tennistavolo, la rotazione del pallino causata dall'Hop-Up nei fucili da softair. Considerando ad esempio i tiri "a effetto" nel gioco del calcio, il calciatore, colpendo la palla "di taglio" con le ultime tre dita del piede, le imprime una rotazione sull'asse che determina la più o meno accentuata incurvatura della traiettoria che è funzione della velocità angolare. Questo effetto è sfruttato anche in automobilismo, in quanto la rotazione dei semiassi permette d'ottenere un miglioramento del carico verticale, solo con l'uso di altre soluzioni si tende a coprire il semiasse e non sfruttarne l'effetto^[1].

Applicazioni inusuali

Rosa di navigazione di una nave a rotore rispetto alla direzione del vento, nave moderna a rotore e meccanismo di sfruttamento dell'effetto magnus

Questo effetto venne sfruttato anche per la realizzazioni di barche ed aerei. Il primo aereo con tale sistema venne realizzato nel 1910, ma successivamente l'idea non venne ripresa da molti, mentre la prima nave venne realizzata nel 1924 e furono realizzate varie imbarcazioni, come la Buckau, E-Ship 1, Uni-Cat Flensburg e Barbara.

• Turbovela

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Effetto Magnus

• (EN) NASA, levitazione di un cilindro rotante

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