​什么是马格努斯效应？

什么是马格努斯效应？

经常看足球的人都知道，足球中的弧线球具有很强的威胁性。如果以某一角度踢出足球，在空中飞行的足球就会划出一道弧线。

不过，这种现象并不仅限于足球。它在橄榄球、网球、乒乓球、篮球、棒球和其他任何涉及球的运动中都很普遍。更重要的是，球不会简单地向一个方向移动。棒球和足球中的指关节球因为出了名的易变同样被击球员和守门员所憎恶。这两种运动都可以用一个效应来解释，即马格努斯效应。

什么是“马格努斯效应”？

这一效应是以德国物理学家古斯塔夫•马格努斯的名字命名的，他是第一位对这个现象需要的物理知识进行细致研究的人。然而，艾萨克•牛顿是最早发现并推断出物理原因的人。牛顿在剑桥观看一场网球比赛时观察到，上旋球如何使球的下降速度更快。与此相反，给予下旋球特定方式的触碰，会使它在小距离上轻轻移动和漂浮。

为了理解其中的原因，让我们进行解决物理问题必要的第一步—画一个图。

这张图表示一个球被击打或投掷，使它向前并顺时针旋转。箭头的麦田图案代表了风的阻力。这个阻力是风造成的，和你在骑自行车时感受到的阻力，或者当你把手掌从一辆快速行驶的汽车车窗伸出来的时候，手掌面对着风感受的阻力一样。

现在，一组线在同一方向运行，来作为旋转球的一侧，在这种情况下，这些都是球下面的线，同时球的另一侧逆着风移动，运动过程中碰撞到正面阻力线。快速、不受阻碍的线在同一方向移动，形成了一个低压区，而另一侧的气流则营造出一个高压区。

正是这种压强差使球旋转，或者更正式地讲，在压力差的方向上，从高压到低压。这种逐渐旋转是可以由一个力造成的。这个力在压力差的方向上，由一个垂直于旋转轴的箭头表示。它被称为“马格努斯力”。

众所周知，马格努斯力是牛顿第三运动定律的结果，作为球施加在空气上的力的反应，它是空气对球施加同等的相反的力。物体将空气推向一个方向，之后空气将物体推向另一个方向。马格努斯效应适用于棒球、网球、有时板球也可以，尤其是乒乓球，由于乒乓球体积小、密度低，它的效果得到了增强，更加明显。正确的接触会使球摆动范围更宽，使对手触碰不到。同样的原理也解释了蜂鸟直升机是如何飞行的。

电梯球/蝴蝶球

最后，无论是足球还是棒球，电梯球/蝴蝶球都是由马格努斯效应作用于一个不旋转的球上造成的。由于没有任何旋转，球变得平和，随风任意掌控。没有任何旋转，就不存在一个绝对的或确定的压差来引导球的运动。并且，球会不可预测地转向和摆动。这使得预测它的轨迹极其困难，所以当反复无常的球可能会闪避时，击球手无法分辨。

当然，想要实现电梯球/蝴蝶球需要高超的技巧，速度太慢，球会过早落下，速度太快，球不会下降，因此成为一种可以在公园里被击败的训练射门。毋庸置疑这种精确度只能在经过多年的刻意练习之后才能实现。然而，即便如此，也未必有保证。