Хрестоматийное и лживое "объяснение" эффекта Магнуса.
https://www.youtube.com/watch?v=1jVFjPpDfF0
Лёгкий бумажный цилиндр скатывается со стоящей на столе наклонной плоскости и падает, вращаясь, на пол. Если с такой же плоскости скатывается стальной шарик, то он падает, описывая в воздухе параболу. Цилиндр же падает, больше отклоняясь в сторону стола, НЕ ПО ПАРАБОЛЕ.
Каноническое "объяснение": Де, поскольку цилиндр вращается в набегающем на него потоке воздуха, то там, где направление его вращения совпадает с вектором струй воздуха, они движутся быстрей. Там же, где направление вращение стенки цилиндра направлено ПРОТИВ вектора струй воздуха, они замедляются. Теперь применим закон Бернулли и увидим, что с одной стороны давление на боковую стенку цилиндра "снаружи к столу" больше, чем от стола. Поэтому цилиндр отклоняется от параболы к более "крутой" к столу траектории падения.
Это "объяснение" фигурирует во всех школьных и ВУЗовских учебниках.
На самом деле оно лживо, как и вся теория возникновения подъёмной силы крыла и всего прочего, связанного с аэродинамическими явлениями в случае, когда тело движется относительно неподвижной среды, жидкости или газа.
В аэродинамической трубе - всё честно и верно.
В случае ветра в атмосфере - тоже правильно.
Но, вот, в случае, когда ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА НЕТ, применять закон Бернулли НЕЛЬЗЯ!
Возвращаемся к нашему цилиндру.
Если допустить верность конвенционального объяснения, то значит у одной боковой стенки цилиндра давление повышено по сравнению с атмосферным, С другой, наоборот, понижено. Но вокруг цилиндра воздух при нормальном давлении и он ЕСТЕСТВЕННО должен тут же устремиться в область "низкого" давления и ВЫРАВНЯТЬ ТАМ ДАВЛЕНИЕ! И тут нельзя сослаться на то, что, де, "воздух НЕ УСПЕВАЕТ" туда попасть! Вязкость (внутреннеее трение) газов имеется, однако оно не настолько велико, чтобы воздух НЕ УСПЕВАЛ заполнить разряжение у относительно медленно падающегося бумажного цилиндра. С другой стороны давление должно быть повышенным и воздух оттуда должен отбрасываться в сторону. Однако по снимкам струек в опытах с эффектом Магнуса, этого не видно!
Аналогично и с крылом самолёта. Подъёмная сила возникает НЕ из-за разности в скоростях струек по теории Кутта-Жуковского, а из-за отклонения набегающего потока воздуха вниз нижней плоскостью крыла.
Вновь, напоминаю "Принцип Неэквивалентности Взаимодействия Тел, Эквивалентных Кинетически". То есть движение тела в стоячей среде (жидкости или газе) НЕ эквивалентно движению потока жидкости или газа относительно покоящегося в нашей системе отсчёта тела! Хотя с точки зрения чисто кинетической, они равноправны: Скорость среды относительно движущегося тела или скорость тела относительно движущейся среды - одинаковы!
Но факт остаётся фактом и с экспериментом спорить нельзя: Цилиндр ДЕЙСТВИТЕЛЬНО отклоняется при падении от параболы! ПОЧЕМУ?
Ясно, что какая-то сила всё же сдвигает его в полёте именно ближе к столу и, если это не сила разности давлений по Бернулли, то ЧТО???
Присмотримся скрупулёзней к движению вращающегося в воздухе цилиндра. Из-за некоторой, хоть и очень малой, вязкости воздуха, стенка цилиндра вращает и тонкий пограничный слой воздуха, "прилипший" к ней и вблизи расположенный. Направления вращения этих слоёв различно по отношению к вектору скорости набегающего потока. Там, где боковая стенка цилиндра вращается против потока, она СОЗДАЁТ БОЛЬШЕЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. Там же, где напраление вращения слоя и потока совпадают, АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ движению цилиндра уменьшается. ВОТ ЭТА РАЗНОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЙ (а не "давления струек") и сдвигает цилиндр от параболической траектории! Цилиндр, падая, как бы снова "скатывается" с наклонной плоскости АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, из области бОльшего сопротивления в сторону мЕньшего!
На судне Флеттнера "Барбара", где роль парусов играли вращающиеся вертикальные цилиндры, (роторы Флеттнера) ситуация СОВЕРШЕННО ИНАЯ! Там используется ВЕТЕР, то есть поток движущегося воздуха, и в нём, действительно, возникают силы Бернулли, разность давлений струек.
Чем эти два примера отличаются? Всё тем же, НЕОДИНАКОВОСТЬЮ СОСТОЯНИЙ,
В случае цилиндра - он движется, вращаясь, сквозь неподвижный воздух.
В случае корабля Флеттнера, он развивает силу тяги за счёт взаимодействия вращающихся цилиндров с уже наличествующим потоком движущегося воздуха - струёй ветра!
Ситуации КИНЕМАТИЧЕСКИ схожие, а в смысле физического взаимодействия тел - среды и цилиндра - РАЗНЫЕ!
В следующей заметке, посвящённой "ПРИНЦИПУ НЕЭКВИВАЛЕНТНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТЕЛ, КИНЕТИЧЕСКИ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ", я попытаюсь объяснить, на какой ОШИБКЕ нашего мышления основана фиктивная идея ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ таких ситаций.
7 IV 2023