El efecto Magnus – Fútbol y meteoros no lineales

Por Claudio Martinez – Exclusivo para Infobservador

Heinrich Gustav Magnus (2 de mayo de 1802 – 4 de abril de 1870) fue un químico y físico alemán.

Perseidameteor
Un meteoro no lineal

Aunque sus máximos aportes fueron en el área de la química, en la física enuncio un efecto, llamado efecto Magnus.

Ten paciencia con la larga introducción, pero al final veras como se relaciona con la astronomía.

Las balas de rifles y de cañón

En esa época, los artilleros se dieron cuenta que las balas no hacían muchas veces los recorridos esperados, dado por el efecto de la velocidad del proyectil, el rozamiento con el aire, la forma de la bala y la gravedad.

H. G. Magnus
H. G. Magnus

A veces giraban caprichosamente en una dirección, haciendo una gran curva, sin motivo aparente. A veces seguían el camino previsto.

Como Magnus era un científico experimental, y ademas de ello tenia un gran prestigio, se le encomendó el análisis de la trayectoria de las balas, para saber porque a veces hacían esos movimientos extraños y a la vez impredecibles. Si pudiera averiguar que pasaba, las balas llegarían donde se suponía que fueron lanzadas.

Los experimentos

Magnus notó que si la bala no llevaba ninguna rotación, la trayectoria era la común, la esperada.

Sin embargo, si la bala estaba en rotación, y tenia una forma bastante esférica, podía hacer una gran curva.

El Efecto Magnus en funcionamiento.
El Efecto Magnus en funcionamiento. Nota que la bala se desplaza hacia la izquierda. El aire que pasa alrededor está representado con flechas. La bala esta en rotación. El lado de la bala superior, que va en la misma dirección del aire, genera menos presión. Finalmente se genera una fuerza (Magnus Force – Fuerza de Magnus), en este caso, hacia arriba.

Así, haciendo varios experimentos, noto que la rotación de la bala mas la forma esférica, logran generar una fuerza lo suficientemente grande como para torcer el recorrido normal.

En el siguiente video se ve el efecto, cuando tiran dos pelotas de basket de gran altura. La primera, es tirada sin rotación, y cae verticalmente, mas allá de los efectos del viento que la desvían un poco. En la segunda, tiran la pelota rotando….. fíjate el efecto.

Las pelotas de Futbol

Los grandes jugadores hacen uso del efecto Magnus. Es el famoso “tiro con efecto”.

Fíjate el siguiente video, Roberto Carlos en 1997 contra Francia, hace uso del Efecto Magnus.

Nota al final, cuando se ve el disparo en cámara lenta desde atrás, se ve como dispara lejos del arco, esquivando la barrera. Sin embargo al usar el Efecto Magnus, la pelota “dobla” y hace un golazo.

Recuerdas la frase “la pelota no dobla”?

La dijo Daniel Passarella tras la derrota frente a Ecuador, en Quito, por la Eliminatorias del Mundial de Francia (1996)… y lo peor es que es cierto…..

Al estar a mayor altura para jugar, la densidad del aire es mucho menor y el efecto Magnus es menos evidente.

Y los meteoros también

Las famosas estrellas fugaces son hermosas, a veces muy brillantes. Con un cielo oscuro son un espectáculo maravilloso.

Sin embargo, a veces hacen movimientos anómalos. Por ejemplo, pueden hacer una gran curva (tipo C) o una onda (tipo S).

Sorprendentemente, recién a fines de la década de 1990, se comenzaron a tomar unas pocas fotos desde dos estaciones, para saber exactamente como se producen.

meteoros no lineales
Clasificación general de meteoros no lineales

¿Porque la mayoría nunca vio uno?

Según recientes investigaciones, una de cada 200 estrellas fugaces visibles a simple vista (0,5%) tiene trayectoria no lineal. De ellas, el 60% son tipo C y el 40% tipo S. Y por experiencia observacional, me parece que el numero es exagerado…. en una lluvia meteórica importante, como las Geminidas, con un promedio de 120 meteoros por hora, y en varios días, debería verse al menos una, y no es así, por lo que me parece que el porcentaje es menor aun.

Los Tipo C

Claramente la explicación más plausible es un meteoro mas o menos esférico, en rotación. El efecto Magnus hace el resto. Igual no hay un consenso generalizado de que sea por esto.

Secuencia tomada por Paulo Raymundo desde Salvador, Brasil, de el 18 de noviembre de 2001. Nota que en el primer cuadro, se el bólido de mag. -9 y no tiene una trayectoria completamente lineal.
Secuencia tomada por Paulo Raymundo desde Salvador, Brasil, de el 18 de noviembre de 2001. Nota que en el primer cuadro, se el bólido de mag. -9 y no tiene una trayectoria completamente lineal.

Los Tipo S

Son mas difícil de interpretar. El efecto Magnus no puede explicar un  movimiento en forma de onda.

Ademas hay algunas evidencias de que en realidad, el movimiento es en espiral.

Un testigo del siglo 19

El señor A. Disnmore, testigo de la caída de un meteoro en Nobleborough, Maine (USA) el 7 de agosto de 1823, describe:

“….. El aire estaba en perfecta calma y el cielo despejado con algunas nubes….., casi en su cenit, de la que un ruido parecía proceder …. estaba una pequeña nube, que parecía estar en movimiento en espiral rápido hacia abajo, como si estuviera a punto de caer sobre mi, e hizo un ruido, como un torbellino entre las hojas ….”

El Sr Disnmore realmente estaba viendo un meteoro estático, que es característico de uno que le estaba cayendo sobre la cabeza….. Al estar yendo hacia él, no hay desplazamiento en el cielo. (Por eso se los llama estáticos).

El Sr. sería el de la izquierda.
El Sr. Disnmore sería el de la izquierda. La gran mayoría lo vería como el otro observador.

La explicación que se le dio es que son rocas asimétricas en rotación. (para seguir con los deportes, puedes imaginarlo como una pelota de rygby, en rotación fuera del centro de gravedad, e inclusive con mas peso de un lado que del otro).

precesion en una bala
La precesión en una bala, modifica la trayectoria que lleva.

Esta asimetria haría que en realidad el meteoro haga una trayectoria en espiral, pero que se ve de costado como una “S”.

Físicamente el efecto se denomina precesión de torque libre.

Se da en el caso de que un objeto irregular, con un centro de gravedad desplazado de su centro geométrico, en rotación.

Esto en algunas circunstancias, podría hacer que el recorrido del meteoro se de forma de espiral, y visto de costado, se lo observaría como una “S”.

Todos están de acuerdo con estas explicaciones?

Y…. No. Hay que tener en cuenta que las explicaciones anteriores, son cualitativas, o sea: no hay mediciones reales para contrastarlo con la realidad.

Un reciente trabajo (1998), donde se lograron hacer mediciones reales exactas de la forma y velocidad de la espiral, con dos cámaras diferentes, sugiere que no es posible que una roca asimétrica logre moverse tanto. Un objeto físico como una roca lleva demasiada velocidad como para hacer una espiral tan amplia…..

meteoro s

Argumentan que lo mas probable es que sea una roca en rotación, que al calentarse despide gas, y va dibujando una espiral.

Finalmente…

Es necesario seguir haciendo mediciones para lograr entender exactamente el proceso. Pareciera que un meteoro tipo C, es explicado por el efecto Magnus (aun con muy pocas mediciones), pero los “S” es muy dudoso…. todavía es necesario seguir fotografiando.

Y aunque todavía no sabemos exactamente por que se producen, si es real que se ven estrellas fugaces con trayectorias extrañas, no lineales…. muchas veces se asocian a naves extraterrestres, pero tienen una explicación mas simple.