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L’effet Sungam

Vous êtes ici : » » L’effet Sungam ; écrit le: 31 mars 2014 par imen modifié le 14 octobre 2014

L'effet Sungam

En tant que sportif, je connais bien l’effet Magnus, qui dévie vers la droite (quand on la regarde du dessus) une balle tournant sur elle-même dans le sens des aiguilles d’une montre. Cet effet est visible sur les ballons de foot, les balles de tennis et de ping-pong, mais quand on donne de l’effet à l’un de ces ballons de plage très légers que l’on trouve dans les stations- service, on observe l’inverse (l’effet Sungam ?) : une rotation dans le sens horaire donne une déviation vers la gauche! Pourquoi ?



Une balle lancée dans l’air emporte avec elle une fine couche d’air. Cette couche est séparée de l’air non perturbé par une très fine «couche-limite». A l’avant de la balle, la couche- limite est quasiment immobile; elle accélère en contournant la balle, ce qui réduit la pression de l’air: la loi de Bernoulli, en effet, assure que la pression d’un fluide est inversement pro­portionnelle à sa vitesse.

Vers l’arrière de la balle, la couche-limite décolle de la balle. Si la balle est lisse et ne tourne pas, cela se produit au même niveau partout; si la balle tourne, la zone de décollement est asymétrique: un des côtés étant soumis à une pression plus faible, la balle dévie de sa trajectoire initiale.

La rotation de la balle sur elle-même fait que le point de sépa­ration de la couche-limite se déplace vers l’arrière du côté où la balle tourne dans le même sens que l’air environnant, et vers l’avant de l’autre côté. La balle dévie du côté où la pression est la plus faible – le premier dans ce cas. Une rotation dans le sens des aiguilles d’une montre donne donc une déviation vers la droite.

Tout cela n’est vrai que si le flux dans la couche-limite est laminaire, c’est-à-dire si les lames d’air s’empilent bien sage­ment l’une sur l’autre. Si l’écoulement est turbulent, on peut fort bien observer l’effet inverse. Les couches d’air turbulentes ont tendance à adhérer plus longtemps à la balle que les couches laminaires : une balle avec un côté turbulent et un côté laminaire donnera un effet Magnus inversé.

Cela se produit par exemple avec un ballon de plage léger: du côté où la vitesse relative de l’air et du ballon est plus grande, l’écoulement est turbulent, alors qu’il reste laminaire de l’autre côté. Le ballon est ainsi dévié dans le sens inverse de sa rotation sur lui-même.

Des expériences précises ont montré que le facteur détermi­nant est le rapport de la vitesse de rotation de la balle à sa vitesse vers l’avant. L’effet Magnus inverse s’observe pour un rapport inférieur à 0,4.

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