אפקט מגנוס או כוח מגנוס הוא התופעה שלפיה מוצק גלילי או כדורי מסתובב שקוע בזורם, יוצר מערבולת של זורם סביב עצמו, וחווה כוח בניצב לקו תנועתו. ההתנהגות הכללית דומה לזו סביב כנף (ראה כוח עילוי) עם סירקולציה הנוצרת על ידי הסיבוב המכני, ולא על ידי פעולה אווירודינמית. אפקט מגנוס נחשב לעיתים קרובות הדגמה של עיקרון ברנולי, אבל הדגמה זו היא שגויה, כיוון שצמיגותו של האוויר, אשר תונח כי היא זניחה בעיקרון ברנולי - היא מרכזית להבנת עוצמתו של הכוח.
במשחקי כדור רבים, אפקט מגנוס הוא האחראי לתנועה המעוגלת של כדור מסתובב. האפקט משפיע גם על טילים מסתובבים, ונעשה בו שימוש באוניות ומטוסי רוטור.
עיקרון.
כאשר גוף (כמו כדור או גליל עגול) מסתובב בזורם צמיג, הוא יוצר שכבת גבול סביב עצמו, ושכבת הגבול גורמת לתנועה מעגלית נרחבת יותר של הזורם. אם הגוף נע דרך הנוזל במהירות V, המהירות של השכבה הדקה של הנוזל הקרובה לגוף היא קצת פחות מ-V בצד הנע קדימה, וקצת יותר מ-V בצד הנע לאחור. הסיבה לכך היא המהירות המושרית בשל שכבת הגבול המקיפה את הגוף הנע נגרעה מ-V בצד הנע קדימה והוספה ל-V בצד הנע לאחור. אם הגוף הנע נחשב למשאבת אוויר לא יעילה, האוויר יבנה בצד הנע קדימה שגורם ללחץ גבוה יותר שם מאשר בצד הנגדי. הסבר נוסף של אפקט מגנוס הוא שיש פחות האצת אוויר (קדימה) בצד הנע קדימה מאשר בצד הנע לאחור, יש יותר לחץ בצד הנע קדימה, וכתוצאה מכך יופעל רכיב כוח ניצב מהאוויר לעבר הצד הנע לאחור. שכבה זו של אוויר מסתובב, בכל אופן, מאוד דקה, וזה סביר שרוב אפקט המגנוס קורה עקב ניתוק מוקדם יותר של זרימת האוויר בצד הנע קדימה, שמוביל להסטת הזרימה (תאוצה של אוויר) עם רכיב כוח מאונך לעבר לכיוון הצד הנע לאחור, לצד כוח אווירודינמי נגדי עם רכיב ניצב לכיוון הצד הנע לאחור.
הסבר אינטואיטיבי לאפקט מגנוס הוא באמצעות החוק השלישי של ניוטון - כאשר גוף מסתובב נע בתוך אוויר (או נוזל) הסיבוב גורם להסטת זרימת האוויר שסביבו - בהתאם לכיוון סיבובו (ראו איור למעלה). בהתאם לחוק השלישי של ניוטון, האוויר המוסט מפעיל על הגוף כוח הפוך בכיוונו ושווה בעוצמו. כלומר אם גוף מסתובב המתקדם באוויר גורם להסטת אוויר כלפי מעלה, יפעל עליו כוח מגנוס כלפי מטה (כמו באיור למעלה). אם הגוף יסתובב בכיוון ההפוך, תתרחש הסטה של אוויר כלפי מטה, וכוח מגנוס כלפי מעלה. באותו אופן אפשרית הסטה של אוויר ימינה או שמאלה, שגורמת לכוח בכיוון הפוך בהתאם, מה שמאפשר זריקה או בעיטה של כדורים מסתובבים הנעים בקו לא ישר.
היסטוריה.
הפיזיקאי הגרמני היינריך מגנוס תיאר את האפקט בשנת 1852. בכל אופן, בשנת 1672, אייזק ניוטון תיאר זאת ושיער נכונה את הסיבה לאחר התבוננות בשחקני טניס בקיימברידג' קולג' שלו. בשנת 1742, בנג'מין רובינס, מהנדס ארטילריה בריטית, הסביר את הסטיות במסלולם של כדורי מוסקט במונחים של אפקט מגנוס.
חישוב של כוח מגנוס.
נתון ווקטור המהירות הזוויתית formula_1 ומהירות formula_2 של האובייקט, הכוח הנוצר formula_3 יכול להיות מחושב בעזרת הנוסחה הבאה:
formula_4
כאשר formula_5 בממוצע של מקדם התנגדות האוויר על פני השטח של האובייקט. ה-formula_6 מציין את המכפלה הווקטורית.
דוגמה של כדור מסתובב באוויר.
המשוואה הבאה מדגימה את כוח העילוי המושרה על כדור שמסתובב על ציר הסיבוב בניצב לכיוון המהירות הטרנסלטיונלית שלו:
מקדם העילוי "CL" יכול להיקבע מגרפים של נתוני הניסוי תוך שימוש במספרי ריינולדס ויחסי סיבוב. לכדור חלק עם יחס סיבוב ("spin ratio") של בין 0.5 ל-4.5, טווח מקדם עילוי אופייני הוא מ-0.2 ל-0.6.
בספורט.
אפקט מגנוס מסביר סטיות הנצפות בדרך כלל ממסלולים או נתיבים אופייניים לכדורים מסתובבים בספורט, בעיקר בכדורגל, טניס שולחן, טניס, כדורעף, גולף, בייסבול, קריקט ובפיינטבול.
המסלול המעוגל של כדור גולף ידוע כסלייס או הוק בעיקר בשל התנועה הסיבובית של הכדור (על הצירו האנכי) ואפקט מגנוס, הגורם לכוח אופקי המזיז את הכדור ממסלול הקו הישר שלו. בק-ספין (פני השטח העליונים מסתובבים אחורה מכיוון התנועה) בכדור גולף גורם לכוח אנכי שפועל בצורה שמבטלת את כוח הכבידה במקצת, ומאפשרת לכדור להישאר באוויר מעט יותר זמן מאשר אם הוא לא היה מסתובב: זה מאפשר לכדור להגיע רחוק יותר מאשר בלי הסתובבות הכדור (על צירו האופקי).
בטניס שולחן, אפקט מגנוס נצפה בקלות יותר, בגלל מסה וצפיפות נמוכים של הכדור. שחקן מנוסה יכול לחבוט מגוון רחב של צורות של סיבוב בכדור. מחבטי טניס שולחן בדרך כלל מכילים פני שטח מגומי שנותנים למחבט מקסימום אחיזה בכדור, על מנת להעניק לכדור ספין.
באיירסופט, במערכת הידועה כהופ אפ האפקט משתלב כדי ליצור בק-ספין לכדור BB שנורה, מה שמגדיל משמעותית את הטווח שלו, בשימוש באפקט מגנוס באופן דומה לשימושו בגולף.
בבייסבול, הסיבוב של כדור הבייסבול מהזריקה משפיע על פעולת האוויר על הכדור, ביצירת לחץ אוויר נמוך בצד אחד של הכדור, והכדור יטה לכיוון המעוגל לכיוון צד הלחץ הנמוך של הכדור.
קונסטנטין ברנקובאנו
שמורת טבע חורבת קרתא
שְׁמוּרַת חָרבַּת קַרְתָּה, שוכנת במישור חוף הכרמל ליד עתלית. השמורה שוכנת מדרום למחנה המעצר בעתלית. השמורה משמרת את רכס הכורכר ובתי הגידול האופייניים לו וכן את האתר הארכאולוגי מבצר דטרוא הנמצא בתחומו. השמורה הוכרזה ב-17 ביוני 1996 ושטחה 137 דונם.
תיאור השמורה.
רכס הכורכר של השמורה נחצה בשני מקומות, בצפון השמורה חוצה את הרכס נחל אורן בפרצה שנחצבה על ידי תושבי האזור כדי למנוע את התהוות הביצות במקום. בדרום השמורה נמצא "המעבר הצר" המאפשר מעבר אנשים ונוסעים לכיוון חוף הים. ממזרח לשמורה עובר כביש 7110. בין השמורה והכביש נמצא "חניון לימור" הכולל חורשה של עצי אקליפטוס. החניון נקרא על שם בת למשפחת ג'יניאו ממייסדי מפעלי המלח בעתלית) ממערב לשמורה חוף הים. מהחניון יוצא שביל עם מדרגות המטפס אל הרכס ואל אתרי השמורה. השמורה מהווה בית גידול לחצבים הפורחים בו בשפע. בנוסף פורחים בשמורה סתוונית היורה, כרכום, עירית גדולה נרקיס מצוי וגאופיטים נוספים. רכס הכורכר נחצב במשך השנים ושימש לבנייה, פסגת הגבעה הוסרה, ולכן אינו מגיע לגובהו המקורי.
שם השמורה.
הנוסע מבורדו שעבר באזור בשנת 333 מספר שהגיע לתחנת דרכים, שם המקום על פי כתביו היה "מוטאטיו קרת'אה" (Mutatio Carthae, "מקום החלפת הסוסים"). החוקרים זיהו בתחילה את המקום עם מבצר דטרוא. זיהוי זה אינו ודאי. בשנת 1969 נעשו חפירות ארכאולוגיות בתל סחר על ידי הארכאולוג מגן ברושי, הוא הציע לזהות את קרתה עם היישוב ששכן על התל, ולא עם האתר הנמצא בשמורה. למרות זאת שמו של האתר לא שונה.
מרי ליקי
מרי ליקי (באנגלית: Mary Leakey; 6 בפברואר 1913 - 9 בדצמבר 1996) הייתה ארכאולוגית בריטית ואנתרופולוגית, הראשונה למצוא את הגולגולת המאובנת של פרוקונסול אפריקני, שנחשב לאחד מאבות האדם המודרני. כן גילתה גולגולת של הפרנתרופוס רובוסטוס בערוץ אולדובאי.
במשך רוב הקריירה שלה היא עבדה יחד עם בעלה, לואיס ליקי, בערוץ אולדובאי, בחשיפת הכלים ומאובנים של ההומיננאים. היא פיתחה מערכת לסיווג כלי האבן שנמצאו באולדובאי. היא גם גילתה את שביל העקבות המאובנים בלייטולי. בשנת 1960 היא מונתה למנהלת החפירה באולדובאי, ולאחר מכן קיבלה אחריות מלאה על האתר וגייסה לכך צוות משלה. לאחר מותו של בעלה היא הפכה לפלאואנתרופולוגית מובילה, וביססה את מסורת משפחת ליקי על ידי אימון בנה, ריצ'רד, בתחום.
ביוגרפיה.
ילדות.
מרי ליקי נולדה כמרי דגלאס ניקול בלונדון לארסקין אדוארד ניקול וססיליה מריון (למשפחת פרר). מאחר שאביה עבד כצייר, המתמחה בציורי נוף בצבעי מים, משפחת ניקול נדדה וביקרה במקומות רבים בארצות הברית, איטליה ומצרים. את ציורי הנוף שלו, מכר ארסקין באנגליה. ארסקין ניקול פיתח משיכה לאגיפטולוגיה במסעותיו. מצד אמה, מרי ליקי היא צאצא ישיר של ג'ון פרר שעסק בעתיקות והראשון לזהות שכלי הצור העתיקים היו מלאכת האדם הקדמון, ובן דודה היה הארכאולוג שפרד פרר. משפחת פרר הייתה פעילה בתנועה לביטול העבדות באימפריה הקולוניאלית הבריטית במהלך המאה ה-19 והקימה כמה קהילות לעבדים משוחררים. שלוש מהקהילות הללו שרדו עד שנת 1984, לפי האוטוביוגרפיה שלה: בקניה, בדרום אפריקה ובהודו.
משפחת ניקול בילתה הרבה מזמנה בדרום צרפת ומרי למדה צרפתית רהוטה. היא הזדהתה עם הרוח ההרפתקנית של אביה, והתלוותה אליו לטיולים ומסעות ארוכים.
בשנת 1925, כאשר מרי הייתה בת 12, עברה המשפחה ללז איזי (Les Eyzies) בתקופה בה אלי פיירוני (Elie Peyrony) חפר את אחת המערות שם. פיירוני לא הבין את המשמעות של ממצאיו, ולא חפר בצורה מדעית שבשלב מוקדם זה של הארכאולוגיה. מרי קבלה אישור לעבור על ממצאיו, ושם הוצת העניין שלה בפרהיסטוריה. שם היא גם התחילה את אוסף כלי האבן שלה ופיתחה את המערכת הראשונה שלה לסיווגם.
באותו החורף, עברה משפחה לקבררט, כפר במחוז לוט, צרפת. שם היא פגשה את אבה למוזי (Lemozi), כומר הכפר, שהתיידד עימה והפך למנחה שלה לזמן מה. השניים סיירו במערת פש מרל (Pech Merle) וצפו בציורים הפרהיסטוריים של תאו וסוסים.
השכלה.