Magnus etkisi

Tarihçe

Alman fizikçi Heinrich Gustav Magnus bu etkiyi 1852 yılında tanımlamıştır. Aslında 1672 yılında Isaac Newton da Cambridge Üniversitesi'nde tenis oyuncularını gözlemledikten sonra bu etkiyi tanımlamıştı.
1742 yılında; İngiliz matematikçi, balistik araştırmacısı ve askeri mühendis Benjamin Robins, tüfek misketlerinin gidiş yolundaki sapmalarını Magnus etkisi cinsinden açıklamıştır.

Sporda Magnus etkisi

Magnus etkisi, spor toplarının gidiş izindeki sapmaları gözlemlemek için kullanılmaktadır. En çok kullanıldığı sporlar; futbol, masa tenisi, tenis, voleybol, golf, beyzbol, kriket ve paintball toplarıdır.
Futbolda bolca kullanılan ‘falsolu vuruş’ futbol topunun Magnus etkisi sonucunda izlediği yörüngenin sapma yaparak ilerlemesi olayıdır. Futbol topundaki geri yönlü spin yerçekimi kuvvetine karşı yönde bir kuvvete sebep olur ve normalden daha fazla havada kalmasını sağlar.
2010 FIFA Dünya Kupası resmi topu diğer toplardan daha farklı Magnus etkisine sahip olmasıyla eleştirilmişti. Bu topta Magnus etkisi diğer toplara göre daha düşük ve bu da topun daha ileri ama daha kontrolsüz gitmesine sebep oluyordu.
Masa tenisinde Magnus etkisi çok rahat bir şekilde gözlemlenebilr. Çünkü kullanılan topun kütlesi ve yoğunluğu oldukça düşüktür. Tecrübeli bir masa tenisi oyuncusu birçok şekilde topu döndürerek falso verebilir. Masa tenisi raketlerde genellikle kauçuk yüzey kullanılır. Bu şekilde yüzey tutuşu büyük ölçüde artar, bu da oyuncunun topa falso vermesini kolaylaştırır.

Dış balistikte Magnus etkisi

Magnus etkisi dış balistikte de kullanılmaktadır. İlk olarak, dönerek ilerleyen bir mermide mesele genellikle yan rüzgardır. Buna ek olarak, neredeyse rüzgarsız bir havada bile yalpalama hareketi yaptığından dolayı yan rüzgara maruz kalmaktadır. Bu yalpalama hareketi, merminin hareketi boyunca hedef yönü yerine yan yönlere küçük hareketlenmeleri olarak açıklanabilir.
Bu yan rüzgarların birleşimi mermide Magnus etkisine neden olur. Birkaç küçük faktörün ihmal edildiği sıradan bir sistemde, yan rüzgardan oluşan Magnus kuvveti dönmekte olan mermiye aşağı ve yukarı yönlü kuvvet uygular(rüzgarın sağa veya sola doğru esmesine göre değişir) ve bu kuvvet merminin uçuş yolunu gözlemlenebilir derecede saptırır. Bu da merminin oluşturacağı etkiyi değiştirir.
Magnus kuvvetinin merminin uçuş yolundaki etkisi, diğer etkenlerle karşılaştırıldığında (aerodinamik sürüklenme gibi) önemsiz kalır. Öte yandan merminin stabilitesine olumlu yönde büyük bir etkisi vardır. Merminin stabilitesi etkilenmesinin sebebi Magnus etkisinin yerçekiminin merkezi yerine merminin kütle merkezine etki etmesidir. Bu aynı zamanda yalpalanma açısına da etki etmesi demektir. Magnus etkisi mermiyi uçuş yolu boyunca uçuş yoluna dik olacak şekilde  dönme eğilimine zorlar. Buradaki kritik faktör mermi hızının akış alanı hızına bağlı olarak değişkenlik gösteren basınç merkezidir. Aynı zamanda merminin şekli, hava yoğunluğu ve merminin yüzey özellikleri de önemli kriterlerdendir. Eğer merminin basınç merkezi ağırlık merkezinden önde ise Magnus etkisi denge bozucudur. Eğer merminin basınç merkezi ağırlık merkezinin arkasında ise etki dengeleyicidir.

Uçan makinelerde Magnus etkisi

Bazı uçan makineler  Magnus etkisinin yarattığı havalandırmayı kullanacak şekilde üretilmişlerdir. Bu makineler kanatlarının yanlarında dönen silindirler bulundurur ve bu da o makinelerin daha düşük hızlarda kullanabilmesine olanak sağlar. Magnus etkisinin havadan daha ağır hava araçları için kullanılması girişimi ilk olarak 1910 yılında Amerikan Kongre üyesi Butler Ames tarafından yapılmıştır. Daha sonraki deneme ise 1930lu yılların başlarında New York eyaletinde bulunan 3 mucit tarafından yapılmıştır.

Gemi dengelemesi

Magnus etkisi içerisinde yatay bir şekilde konumlandırılmış su hattı bulunduran dönen bir silindire sahip özel gemi dengeleme araçlarında kullanılır. Bu sistemde dönmenin yönünün ve hızının kontrol edilmesiyle güçlü yukarı yönlü veya aşağı yönlü kuvvetler yaratılabilir. Dengeleme sistemine sahip en büyük konumlandırma sistemi Eclipse Yatı'dır.