마그누스 효과

안녕하세요.

오늘 알아볼 용어는 마그누스 효과 입니다.

마그누스 효과라는 말의 정의부터 알아볼게요.

 

1)

마그누스 효과( - 效果, 영어: Magnus effect)는 유체(액체 또는 기체) 속에 잠긴 채 회전하며 운동하는 물체에서, 이 물체와 유체 사이에 상대속도가 존재할 때 그 물체의 속도에 수직인 방향으로 물체에 힘이 발생하는 현상이다. 마그누스 효과는 공을 이용하는 스포츠에서 주로 발생하며, 공을 의도적으로 휘어지게 하려는 기술에서 중요하게 다뤄진다. 1852년 독일의 물리학자이자 화학자인 하인리히 구스타프 마그누스가 포탄의 탄도를 연구하다 발견했다

-위키백과-

 

요약 부분에서 쉽게 이해할 수 있는 말은 

' 스포츠에서 주로 발생하며, 공을 의도적으로 휘어지게 하려는 기술 ' 이 부분이네요.

어릴 때부터 축구 경기를 보면 멀리서 공을 차는데 어떻게 공이 저렇게 휘어지지? 했던 물음의 답이 '마그누스 효과' 였습니다.

그림으로 보면 아래와 같습니다.

 

 

그림 출처 : https://ko.wikipedia.org/wiki/마그누스_효과#/media/파일:Magnus_effect.svg

 

이게 마그누스 효과를 가장 적절하게 보여주는 그림인데요.

 

공의 회전 방향은 오른쪽, 윗 공기는 공이 만들어내는 회전과 충돌하며 스무스하게 천천히 움직이고 아랫부분은, 공의 회전과 맞물리며 빠르게 움직이는 모습 보이시나요?

힘은 아랫방향으로 작용되고 있구요.

 

공이 오른쪽으로 회전하면서 아랫부분은 공과 같은 오른쪽으로 빠르게 움직이게 되고, 윗부분은 저항하며 천천히 움직이게 됩니다.

그럼 상대적으로 빠른 속도를 갖게 된 아랫 부분의 압력은 감소하고, 상대적으로 느린 윗 부분의 압력은 올라가는데요.

압력의 힘은 높은 곳에서 낮은 곳으로 힘이 이동합니다(공기의 경우 바람 이라고 부르는 현상입니다)

이 경우에도 위에서 아래로 힘이 가해지게 되고 공은 아랫부분으로 힘을 받아 휘게 된다는 거죠.

 

2)

마그누스 효과의 정의와 원리는 알아보았고, 계산 방법을 간단하게 알려드리자면

 

 

마그누스 효과의 공식

  

 

즉, 마그누스 효과는 유체의 밀도, 회전각속도, 구의 반지름, 속도, 단면적에 비례 한다는 걸 알수 있습니다.

 

마그누스 효과는 우리가 흔히 말하는 탄도학으로도 알 수 있습니다.

실제 탄환은 음속의 몇 배로 날아가기 때문에 실제 변하는 궤도는 거의 없지만,

테니스, 야구, 축구 등의 스포츠 등에서 실제 사용되고 있는 우리 실생활과 가까운 과학입니다.

 

오늘부터는 스포츠 중계를 볼 때 한 번쯤 아! 저거 마그누스 효과구나 하고 찾아보면 어떨까요?

 

이상입니다.

읽어주셔서 감사합니다.