馬格努斯力計算機

馬格努斯效應是旋轉物體在流體中移動時產生的側向力。旋轉改變物體相對兩側的流速，造成不對稱的壓力分布並使尾流偏轉。產生的力同時垂直於物體的平移速度與自轉軸。這能解釋旋轉足球為何轉彎、棒球曲球為何下墜或側偏，以及上旋如何改變網球的飛行。 本計算機採用原始模型F = C × ρ × V × ω × A。其中ρ為流體密度，V為平移速率，ω為角速度，A為投影截面積，C為經驗馬格努斯係數。在此模型的係數定義下，將這些量相乘可得到以牛頓表示的力估計值。係數包含簡單乘積無法解析的影響，例如物體形狀、表面粗糙度、流體黏度、雷諾數、自旋比及流態。 輸入須使用一致的國際單位制：密度用公斤每立方公尺，速度用公尺每秒，角速度用弧度每秒，面積用平方公尺。海平面附近空氣密度常近似為1.225 kg/m³，但會隨海拔、溫度、氣壓及濕度改變。將每分鐘轉數乘以2π再除以60，可換算成角速度。投影面積是垂直於流向的輪廓面積；球體則為依球半徑算出的圓面積。 結果是模型估計，並非完整軌跡預測。重力、阻力、自旋變化、風、縫線及非穩態流動也會影響真實運動。方向遵循向量外積規則，此純量計算機不提供方向。文獻中的升力或馬格努斯係數可能採用其他公式，例如以二分之一密度乘以速度平方為基礎的動壓模型。未經換算，請勿將該定義的係數混用於本模型。需要精確結果時，應採用相似物體及操作範圍的實驗資料。本計算機最適合參數比較、課堂示範、球類飛行初估，以及分析密度、速度、自旋、尺寸或係數如何改變旋轉升力的敏感度研究。