Topun Arkasındaki Fizik: Magnus Etkisi

Futbolcular özellikle serbest vuruşlarda rakip takımın savunma oyuncularının oluşturduğu barajı ve kaleciyi aşıp topu kalenin üst köşesine göndererek gol atabilmek için genellikle topa havada yön değiştirecek şekilde vurmaya çalışır.

Yetenekli sporculara özgü bu vuruşun gerçekleşmesini sağlayan ise topun dönmesi ve üzerine etki eden aerodinamik kuvvetlerdir; bu etki Magnus etkisi olarak bilinir.

İsim babası olan Heinrich Gustav Magnus tarafından 1852 yılında prensiplerinin açıklandığı Magnus etkisi, genellikle dönmekte olan toplarda (veya silindirde) gözlemlenen bir etkidir.

Bu etki, top ile oynanan birçok sporda önemlidir. Dönerek ilerleyen füzelerde de etkisi görülür ve mühendisliklerde de bazı kullanım alanları (rotor gemileri, uçaklar…) vardır.

Top havada hareket ederken havayı oluşturan moleküller topun ön yüzüne çarpar ve cismin etrafını sararak geriye doğru hareket eder. Eğer top havada hareket ederken aynı zamanda kendi etrafında dönüyorsa topun çevresinde hareket eden hava dönen topla birlikte sürüklenir. Bu nedenle hava topun bir tarafında diğer tarafına göre daha hızlı hareket eder.

Örneğin topun dönme yönü ile havanın hareket yönü aynıysa, hava topun o tarafında daha hızlı akar. Havanın topun etrafında farklı hızlarda hareket etmesi basınç farkına yol açar. Havanın daha hızlı hareket ettiği kısımda basınç düşükken, yavaş hareket ettiği kısımda basınç yüksektir.

Etrafındaki basınç farkı nedeniyle topun üzerine etki eden kuvvetler dengeli değildir ve basıncın az olduğu tarafa doğru net bir kuvvet ortaya çıkar. Bu kuvvet Magnus kuvveti olarak adlandırılır.

Dönme yönü topun üzerine etki eden Magnus kuvvetinin yönünü belirler.

Örneğin top, dönme ekseni yere dik olacak şekilde saat yönünde dönüyorsa havada sağa doğru, saat yönünün tersi yönde dönüyorsa havada sola doğru yön değiştirir.

Dönme ekseni yere paralel ise topun üzerine -dönme yönüne göre- aşağı ya da yukarı yönlü net bir kuvvet etki eder.

topspin

Teniste sıkça kullanılan, topspin adı verilen vuruş tekniğinde top havadayken ileri doğru dönerek hareket eder. Top spin, tenis topuna alttan yukarı doğru vurarak yapılır. Bu sayede fileye daha yakın bir yerde sahaya çarpar ve yere değdikten sonra atış yönde hızlanarak vuruşun karşılanması güçleştirir.

Sporcular başarılı vuruşlarını yaparken bu fiziksel bilgileri mi kullanırlar, yok sa biraz da şanslarımı yaver gider bilemeyiz ancak çok çalışma ile imkansızı başarmak mümkün gibi gözüküyor.

Konu ile ilgili aşağıdaki videoya göz atmak isteyebilirsiniz.

İkinci videomuz ise futbol dışında bu etkinin nerelerde kullanıldığını açıklamaya yarıyor.

Günümüzde Magnus etkisini kullanarak hareket eden gemi, uçak hayal değil hatta denemeler uzun zamandır yapılmakta…

Öğrenmek güzeldir, bilgi ile kalın…

Kaynak: Tuba Sarıgül – Futbol Topu Havada Nasıl Yön Değiştirir, Bilim ve Teknik Dergisi Ağustos 2014

Matematiksel

Sibel Çağlar

Kadıköy Anadolu Lisesi, Marmara Üniversitesi, ardından uzun süre özel sektörde matematik öğretmenliği, eğitim koordinatörlüğü diye uzar gider özgeçmişim…Önemli olan katedilen değil, biriktirdiklerimiz ve aktarabildiklerimizdir bizden sonra gelenlere...Eğitim sisteminin içinde bulunduğu çıkmazı yıllarca iliklerimde hissettikten sonra, peki ama ne yapabilirim düşüncesiyle bu web sitesini kurmaya karar verdim.Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı.Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu
Kapalı