Magnuseffekt und Coandaeffekt - Demonstrationen zu ihrem besseren Verständnis

Abstract

Ein rotierender Zylinder, der im Luftstrom steht, erfährt eine seitlich wirkende Kraft, bekannt als  Magnuseffekt. Er tritt beim Sport auf, wo „geschnittene“ Bälle unerwartet gekrümmte Bahnen durchlaufen. Die klassische Erklärung auf der Grundlage des Bernoullischen Gesetzes ist falsch, weil dort Ursache und Wirkung vertauscht werden. Ein physikalisches Verständnis ist leicht möglich, wenn man von einem rotierenden Zylinder ausgeht, der sich in der ruhenden Luft bewegt. Die durch Reibung mitgenommene Luft durchläuft Kreisbahnen und führt an der Trommeloberfläche zu einem Unterdruck ähnlich wie im Kern eines Tornados oder einer Zentrifuge. Dieser Unterdruck wird experimentell nachgewiesen. Wird der Zylinder seitlich angeströmt, werden die Krümmungen der Stromlinien an einer Seite verstärkt und an der anderen Seite geschwächt. Dies ruft die Druckunterschiede hervor.

Der Coandaheffekt  beschreibt die Tatsache, dass strömende Luft an leicht gekrümmten Flächen entlang strömt und der geometrischen Form dieser Fläche folgt, wie zum Beispiel bei der Tragfläche. Es wird ein Versuch gezeigt, der demonstriert, dass dies nur dann möglich ist, wenn es Reibung gibt.