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スポーツの科学(回転するボール)

　　揚力　この力で飛行機は空を飛びます。左の図は飛行機の翼を真横
　　　　　　から見た概形図です。今この飛行機は左方向に飛行しています。
　　　　　　このとき、図のような空気の流れが生じます。この空気の流れ
　　　　　　の線を流線といいます。図の様に翼の上を通過する流線は、
　　　　　　密に、翼の下を通過する流線は疎になります。「流線が密な箇
　　　　　　所は低圧に、流線が疎な箇所は高圧になる」という性質があ
　　　　　　ります。つまり、翼の下は圧力が高く、翼の上は圧力が低いので、

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　翼には、下から上に力が働きます。この力が揚力です。
　　　スキーのジャンプ競技で追い風より向かい風が有利といわれるのはこのためです。また、選手
　　　の着用するヘルメット・ユニホームには、より多くの揚力が得られるような設計になっています。
　　　　　^{(ここでの説明は、"少しでもわかりやすく"を前提にしてまますので、専門的には不充分ですが、ご容赦のほど)}
　　　　　　　　　　　もっとも、作者の専門知識(流体力学)もすでに、忘却の彼方に・・・(^_^)

独り言・・・・今が旬のカツオ/この魚、生きている間中海の中をいつも泳いでいます。泳ぐのを止め
　　　　　　　たら沈んで死ぬんです。魚のくせに浮き袋がないのです。泳ぐことで揚力を得ています。

　　　　これと、同じような力が回転しながら飛ぶボールに働きます。この前のサッカーWarldCupで、
　　　　一流のフォア－ドのシュートが全く回転せず強烈にゴールするシーンは実に印象的でした。
　　　　サッカーに限らず、球技では、揚力に似た力が働いてボールを曲げます。
　　　　(なお、この仕組みを知って体に無理な負担をかけるような運動はしないで下さい。)

　マグヌス効果
　　左図でボールは右回り(時計の針が回る方向)の回転をしながら
　　左に飛んでいます。
　　ボールが回転していなければ、ボールの周りの空気の流線は、
　　対称(図では上下対称)になりますが、ボールが回転しているた
　　めに、ボールの上を通過する空気がボールの下を通過する空
　　気より多くなるので、図の様にボールの上の流線が密に、ボー
　　ルの下の流線が疎になるので、ボールには上向きの力が働き
　　ボールは曲がっていきます。ます。このように、回転しながら飛　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ぶ物体には、「進行方向前面の回転方向に力が働きます。」
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　これをマグヌス効果といいます。

マグヌス効果による飛びかたの違い(右向きに打ち出しています)
　　黒い線：回転のないボールは放物線を描く
　　青い線：バックスピンのかかったボールは揚力を得て、高く舞上がり
　　　　　　　急激に落下します。
　　赤い線：オーバスピのかかったボールはバックスピンの逆になりす。
　　　　　　　着地点に浅い角度であたり、転がりやすくなります。テニス
　　　　　　　や卓球のスマッシュはこのようなものです。

　　　　　　　　　　　　　　　さらに、横の回転(サイドスピン)が加われば、ボールは右や左に曲がります。　