Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
 A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | +
Effet Magnus
Une image illustrant l'effet Magnus sur une balle
Une image illustrant l'effet Magnus sur une balle

L’effet Magnus, découvert par Heinrich Gustav Magnus (1802-1870), physicien allemand, permet notamment d’expliquer les effets de balle dans le sport.

Quand la vitesse (On distingue :) d'un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu...) (comme l'air) augmente, sa pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) diminue, et réciproquement, comme l'indique l’équation de Bernoulli[1].

Balistique (La balistique est la science qui a pour objet l'étude du mouvement des projectiles.)

Lorsqu'une balle en rotation se déplace dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les...), elle va par frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre deux systèmes en contact.) modifier la vitesse du courant d'air autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) d'elle. L'effet sera dissymétrique : d'un côté la balle entraîne l'air qui accélère. De ce côté la pression diminue. De l'autre côté la balle freine l'écoulement d'air et la pression augmente. On aura donc une différence de pression et la balle va se déplacer du côté où la pression est plus faible. Selon la vitesse de rotation de la balle, la position des points où la vitesse est respectivement minimale et maximale (et donc le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du vieillissement,...) de la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) appliquée) varie.

Cependant, on peut dire qu'en gros et par exemple, pour une rotation d'arrière en avant (axe horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la verticale. Une ligne horizontale va « de la gauche vers la...) perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en formant un angle droit. Le terme de perpendiculaire vient du latin per-pendiculum...) au mouvement, comme une balle roulant sur le sol), la balle plongera plus vite vers le sol. Dans le sens contraire, elle sera soulevée et aura une trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) plus plate, elle volera plus loin avant de toucher (Le toucher, aussi appelé tact ou taction, est l'un des cinq sens de l'homme ou de l'animal, essentiel pour la survie et le développement des êtres vivants, l'exploration, la reconnaissance, la découverte de...) le sol.

C'est cet effet qui explique par exemple la trajectoire travaillée des tirs de coups-francs au football ou l'effet plongeant d'une balle de ping-pong lors d'un smash.

Un engin comme le boomerang (BOOMERanG (acronyme de Balloon Observations of Millimetric Extragalatic Radiation and Geophysics) est un ballon stratosphérique d'observation américain transportant un télescope de 1,2 mètre de diamètre qui...) exploite des effets similaires. Voir discussion.

Inversement, l'effet Magnus (L’effet Magnus, découvert par Heinrich Gustav Magnus (1802-1870), physicien allemand, permet notamment d’expliquer les effets de balle dans le sport.) participe à l'imprécision des armes à feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.) à canon non rayé et utilisant une balle ronde : avec ces armes, au sortir du canon la balle a une rotation très variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En...), et elle se comporte de façon non moins variable.

Propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force...) (par rotors Flettner)

L'utilisation de l'effet Magnus a été proposé pour mettre au point (Graphie) des systèmes de propulsion composés de gros cylindres verticaux en rotation capables de produire une poussée longitudinale lorsque le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous les...) est sur le côté.

  • Buckau (rebaptisé plus tard Baden-Baden)
L'Allemand Anton Flettner fit transformer le schooner (Un schooner est un mot anglais désignant un petit voilier à deux mâts, à gréement aurique et que l'on peut comparer aux voiliers désignés en...) trois mâts Buckau dans les chantiers Germania de Kiel (Allemagne) et acquit avec lui une première expérience avec ce principe de propulsion. Le Buckau, qui fit son premier voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le voyage s'est...) d'essai en 1924 équipé de deux rotors, était mû par un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie (éolienne, chimique,...) auxiliaire à hélice par calme plat (absence de vent) et lorsque l'espace nécessaire pour louvoyer était limité. Après plusieurs essais par différentes conditions de vent, le Buckau rebaptisé Baden-Baden traversa l' Atlantique et rallia New York (New York , en anglais New York City (officiellement, City of New York) pour la distinguer de l’État de New York, est la principale ville des États-Unis, elle compte a elle...) le 9 mai 1926.
  • Barbara
Les chantiers navals A.G. Weser de Brême construisirent pour l'armateur hambourgeois Rob. M. Sloman jr. le Barbara jaugeant 2077 tonneaux et le mirent en service le 28 juillet 1926. La marine commerciale du Reich équipa ce cargo de trois rotors Flettner pour assister le système de propulsion. Avec un vent de force 4 Beaufort, il atteignait 4 nœuds vent debout, et même 9 vent en poupe. Malgré cela, le principe de la propulsion par rotors Flettner perdit vers 1930 la course (Course : Ce mot a plusieurs sens, ayant tous un rapport avec le mouvement.) à la rentabilité face à des navires à hélice ou à voiles (Les Voiles sont l’une des 88 constellations du ciel, visible essentiellement de l’hémisphère sud. Incluse à l’origine par Ptolémée dans l’immense constellation du Navire Argo, elle fut...) classiques.
  • Alcyone (navire expérimental de J. Cousteau)
L'océanographe Jacques-Yves Cousteau (Jacques-Yves Cousteau (11 juin 1910, Saint-André-de-Cubzac, France - 25 juin 1997, Paris), alias JYC, le Commandant Cousteau ou encore Le Pacha, officier dans la marine française,...) fit construire l'Alcyone au début des années 1980. Son principe est sensiblement différent (voir turbovoile). Ses deux cylindres fournissaient environ 25 à 30 % de l'énergie propulsive qui venait assister la propulsion par hélice. Le navire (Un navire est un bateau destiné à la navigation maritime, c'est-à-dire prévu pour naviguer au-delà de la limite où cessent de s'appliquer les règlements techniques de...) fit son premier voyage en 1985.
  • Calypso II
La Calypso II devait être équipée selon Cousteau d'un véritable système de propulsion par rotors Flettner mais elle ne fut plus construite après sa mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus...).
  • Uni-Kat Flensburg
Le Uni-Kat* Flensburg fut développé à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) et Chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces...) de l'université de Flensbourg (Allemagne) sous la houlette du Professor Lutz Fiesser dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité...) PROA. Le navire fut baptisé lors de la réunion Flensburg Nautics 2006.
(* Jeu de mot: Unikat signifie "pièce unique" mais le trait d'union permet de reconnaître la vraie signification: katamaran de l'université)
  • E-Ship
En 2006, la société de construction d'éoliennes Enercon commanda aux chantiers navals Lindenau-Werft de Kiel un cargo de 130 m de long équipé, en plus d'un moteur diesel (Fruit des travaux menés par l'ingénieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897, le moteur Diesel est un moteur à combustion interne dont l'allumage n'est pas commandé mais spontané,...), de quatre rotors Flettner. Sa mise en service est prévue pour septembre 2008.

Note

  1. le théorème de Bernoulli ne s'applique que dans le cas d'une fluide incompressible (Un fluide est dit incompressible lorsque son volume demeure quasiment constant sous l'action d'une pression externe.), ce qui n'est pas le cas de l'air ; toutefois, il permet de comprendre simplement le phénomène
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page. La liste des auteurs de cet article est disponible ici.