科学马格努斯橡皮筋

这个会走猫步的飞行杯具，飞高高全靠长得圆又会滚科学DIY

让杯具飞一会儿...

本文由公众号 “把科学带回家” 提供

给孩子最好的科学教育

玩过球吗，小朋友？

踢足球的时候，你会发现一些足球不会按照原来的路线飞，香蕉球就是这样。在打乒乓球的时候，也有上抽球这种打法。

它们利用的是什么原理呢？今天用一个超级简单但却又好玩的玩具告诉你答案。

关键概念

马格努斯效应

材料和工具

2个一次性塑料杯或者纸杯

胶带纸

若干根橡皮筋

操作步骤

1. 把2个纸杯底部靠在一起，然后用胶带纸缠绕几圈固定，做成类似于朝鲜鼓的玩具。

2. 把橡皮筋首尾连在一起，做成一根长长的橡皮筋。

3. 把橡皮筋的一端缠绕在“朝鲜鼓”中间，大概4-5圈，然后用一只手握住。注意橡皮筋此时位于“朝鲜鼓”下方。另一个手捏着橡皮筋的另一端，然后放手。观察“朝鲜鼓”在空中的飞行姿势。

4. 试一试把“朝鲜鼓”竖着弹，或者上下倒过来弹，观察这些情况下它的飞行轨迹是什么样的。

实验原理

我们刚才观察到的就是马格努斯效应。

马格努斯效应一例

马格努斯效应一开始是牛顿在17世纪时观看网球比赛时发现的。不过在一百多年后，1852年德国物理学家海因里希·马格努斯（Heinrich Magnus）才充分地解释了这个现象。

简单地说，马格努斯效应的原理是，快速旋转的球体（或圆柱体）上下的气流流速不同，使得球体的上下两侧有压力差，这个压力差会推动球体往其中一侧运动。

除了在各种大球小球的体育界有很强的应用，马格努斯效应还被用于设计推进器。比如风动力船 Rotor ship 这种轮船上不装帆，但却安装着利用马格努斯效应收集气流推动力的圆柱，这种圆柱也被称为旋筒风帆（rotor sails）。

装有旋筒风帆的风动力船

Flettner airplane飞机也是利用马格努斯效应产生的升力。

自制 Flettner airplane 飞机，圆筒状的机翼。

亲爱的小伙伴们，

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图片及参考资料来源：

G. Magnus (1853) "Über die Abweichung der Geschosse, und: Über eine abfallende Erscheinung bei rotierenden Körpern" (On the deviation of projectiles, and: On a sinking phenomenon among rotating bodies), Annalen der Physik, vol. 164, no. 1, pages 1–29.

Isaac Newton, "A letter of Mr. Isaac Newton, of the University of Cambridge, containing his new theory about light and color," Philosophical Transactions of the Royal Society, vol. 7, pages 3075-3087 (1671-1672）.

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