¿Los proyectiles giratorios no circulares también experimentan elevación Magnus?

El efecto Magnus se ha estudiado en proyectiles esféricos como pelotas de golf, pelotas de tenis y balones de fútbol. El giro hacia atrás de una pelota de golf conduce al impulso de Magnus que se opone a la gravedad, lo que permite que la pelota vuele más lejos. Los hoyuelos de una pelota de golf realzan el efecto.

Me interesa saber si también se produce un impulso en un esferoide alargado que gira hacia atrás, como las pelotas que se usan en el rugby, el fútbol australiano (también conocido como AFL, footy) y el fútbol americano (también conocido como gridiron).

Mi comprensión del efecto Magnus es que generalmente se aplica a una bola esférica con retroceso en una corriente de aire que se aproxima (ya sea porque el aire se está moviendo o porque el objeto se está moviendo a través del aire). El backspin significa que la parte superior de la pelota se mueve con el aire, mientras que la parte inferior de la pelota se mueve en la dirección opuesta al aire. La velocidad relativa más lenta en la parte superior de la bola conserva el flujo laminar alrededor de la parte superior de la bola que se curva hacia abajo sobre la parte superior de la bola, mientras que la parte inferior de la bola produce un flujo turbulento que se separa rápidamente de la bola. El vapor de aire hacia abajo sobre la parte superior de la bola significa que se imparte un impulso descendente neto a las partículas de aire y, por lo tanto, una fuerza igual y opuesta actúa para levantar la bola. lo que me pregunto,

(Soy consciente de que las pelotas con la mano y ciertos estilos de patadas pueden provocar la rotación del torpedo sobre el eje largo y, por lo tanto, el efecto Magnus se aplica a la sección transversal circular en un viento cruzado. Pero en esta pregunta estoy específicamente interesado en el efecto cuando una pelota de rubgy orientada verticalmente se patea directamente en el aire que se aproxima y gira sobre su eje corto de un extremo a otro)

Esta disertación parece que tiene una cobertura bastante buena de este fenómeno.
Lo siento, el TL; DR en eso es: el giro hacia atrás da sustentación, tiene poco efecto en la resistencia. Además, es una tesis, no una disertación.
Casi cualquier método de inducir la circulación produce sustentación al desviar la corriente de aire. Ejemplo simple: tome una tira de papel de 1/2" de ancho por unas pocas pulgadas de largo. Sosténgala a lo largo entre sus manos y déjela caer, con un giro hacia atrás. Sigue girando hacia atrás y se desliza bastante bien.

Respuestas (2)

El efecto Magnus se descubrió cuando se necesitaba una explicación para la baja precisión de las armas. Afecta a las granadas cilíndricas y puntiagudas tanto como a cualquier bola.

No importa qué tan largo sea el cuerpo giratorio: una vez que gira, creará un área de baja presión en un lado ortogonal a la dirección del viento cruzado y un área de alta presión correspondiente opuesta.

Si el cuerpo gira alrededor de su eje corto, la fricción ralentizará la rotación mucho más rápido en comparación con un cuerpo esférico. Esta podría ser la principal diferencia entre un balón de rugby giratorio y un balón de fútbol giratorio.

Creo que cuando una bola oblonga da vueltas con retroceso, su alcance aumenta debido al efecto magnus. La mayoría de los estudios de bolas oblongas analizan la rotación giratoria sobre el eje largo, pero hay alguna evidencia de que dar vueltas sobre el eje corto puede aumentar el efecto Magnus:

"El efecto Magnus también se aprovecha en una serie de diseños de Nature. Muchas vainas de semillas, incluidas las teclas de arce, tienen una forma tal que giran al caer (Figura 5a; Vogel 2003). El acoplamiento de los movimientos de rotación y traslación resultantes puede dar elevarse a una fuerza de sustentación Magnus que amplía considerablemente el alcance de estas vainas de semillas..." - JWM Bush, Departamento de Matemáticas, MIT, página 181 de http://math.mit.edu/~bush/wordpress/wp-content/ uploads/2013/11/Hermoso-Juego-2013.pdf

La Figura 5 en el artículo citado anteriormente muestra la trayectoria de un ácaro de caja oblonga que aumenta su alcance debido a la caída sobre el eje corto.