تأثير ماغنوس ، أو كما يُطلق عليه أحيانًا قوة ماغنوس ؛ هو توليد قوةٍ جانبيةٍ على جسمٍ صلبٍ أسطوانيّ أو كرويّ الشكل مغمور في مائع ( سائل أو غاز ) عندما تكون هناك تحرّكات نسبيّة بين الجسم والمائع . سُمّي هذا التأثير على اسم الفيزيائي والكيميائي الألماني (ماغنوس – H.G.Magnus)، وهو أول من تحقّق تجريبيًا من التأثير عام 1853، وهذا التأثير مسؤولٌ عن انحناء مسار الكرة المقذوفة في الهواء ، ويؤثّر أيضًا على مسار قذيفة المدفعية التي تدور، بشرط أن تكون كروية الشكل.
تأثير ماغنوس قوة ماغنوس مفعول ماغنوس
يتحرك الجسم الذي يدور من خلال المائع المحيط به، ثم يخرج عن مساره المستقيم نتيجة لاختلافات الضغط التي تحدث في المائع بسبب تغيرات السرعة الناجمة عن دوران الجسم. تأثير ماغنوس هو تجلٍّ خاص لنظرية (برنولي – Bernoulli) التي تنصُّ على: «ينخفض ضغط المائع عند النقاط التي تزداد فيها سرعته». في حال وجود كرة تدور في الهواء، فهي تسحب بعض الهواء مع حركتها.
ولوحظ أنَّ الهواء يتدفّق من جميع جهاتها، لكن أحد جوانبها الذي يدور عكس اتجاه حركة الكرة يكون تدفق الهواء المقابل له أسرع وبذلك ينخفض ضغطه. والعكس صحيح مع الجانب الآخر من الكرة حيث يكون الضغط أعلى نسبيًا، وبالتالي؛ فإن مسار الكرة ينحرف باتجاه الضغط المنخفض في الجانب المقابل حيث تحدث زيادةٌ نسبية في تدفق الهواء، وكلما كان فرق ضغط الهواء أكبر بين الجانبين، انحرفت الكرة بشكلٍ أكبر (غالبًا ما يكون بسبب سرعة دوران الكرة). يُستخدم هذا التأثير في لعبة كرة القدم، إذ يستطيع اللاعب جعل الكرة تنحرف باتجاه المرمى.
لم يُستخدم التأثير في أيٍّ من التطبيقات التجارية حتى عام 1924، عندما اخترع (أنطون فليتنر – Anton Flettner) أول سفينة تتحرك وفقًا لهذا المبدأ، وهي السفينة (باكاو – Buckau) التي تحصل على قوة الدفع من تدفق الهواء حول اثنتين من الأسطوانات الدوّارة الكبيرة. وتبيّن أن تأثير ماغنوس كان معروفًا إلى حدٍّ ما، فقد عُرفت مسبّباته جيدًا قبل قرنٍ على الأقل من نشر ماغنوس لعمله الذي يحمل اسمه الآن.
في الأساس، تحقّق الكثير من الفهم المبكر لهذا التأثير بواسطة (بنجامين روبينز – Benjamin Robins) الذي أطلق قذيفةً كرويةً صلبة اخترقت الحواجز المتتالية المتوازية أمامها، وقدّم ملاحظات صحيحة عن الانحراف الذي خضعت له القذيفة بعد إطلاقها عمدًا بشكلٍ منحرف.
استعمل ماغنوس في صناعة السفن أسطواناتٍ دورانية ثابتة (أعمدة) تحمل مراوح مواجهة لتيار الهواء المتحرك للكشف عن التغيُّر في الضغط ونظامًا آخر لنفس الغاية؛ ما خلق نوعًا من التوازن في الانحراف. ساهم العديد من الباحثين في هذا العمل الذي كان من فوائده أنه فسّر التغيّرات التي طرأت على مسار قذيفةٍ كروية.
إعداد: محمد رشود
تدقيق: تسنيم المنجّد
مصادر أخرى:
