マグヌス効果 (Magnus Effect) は、一様流中に置かれた回転する円柱又は球が一様流に対して垂直方向の力が働く現象のことである。

概要

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球形の弾丸が飛翔中に曲がる現象に対しての説明として、1852年にドイツの科学者ハインリッヒ・グスタフ・マグヌス (Heinrich Gustav Magnus) によってはじめて認識された。

原理

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円柱または球が回転しながら、粘性を有する流体中を一定速度で移動または一様流中に置かれた場合、円柱または球表面に接する流体が粘性によって回転運動に引きずられ、回転速度及び粘性に相応する循環 Γ が周りに発生し、移動方向または一様流に対して垂直の力（揚力）が発生する。

今、２次元ポテンシャル流れを考えると、一定速度または一様流速度を $U$，流体の密度を ρ とすれば、発生する力 $L$ は次式で得られる。

$L\; =\; \backslash rho\; U\; \backslash Gamma$

上式は２次元ポテンシャルにおいて、循環 Γ を有する翼に生ずる揚力の式と一致する。

応用

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• ドイツの科学者アントン・フレットナー (Anton Flettner) は、船に帆の代替として回転可能な円柱を取付けた船を設計・製造し、1926年5月9日に無事ニューヨークに到着し、大西洋横断の航海に成功した。

• 野球などのスポーツにおける変化球は、この原理によって曲がったり落ちたりする。

• 球体を投射する際にバックスピンをかけると、重力に逆らう揚力が生まれる。これを利用したものに、野球等における直球や、多くのBB弾を使用したエアソフトガンに搭載されている「ホップアップシステム」がある。

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