Efecto Magnus

Les dejo dos videos mostrando barcos de Flettner, que usan el efecto Magnus para desplazarse (un modelo a escala y un barco en el río Nilo):

http://www.youtube.com/watch?v=__8-QSXgupA
http://www.youtube.com/watch?v=ao8RfUermdw

La página Wikipedia, y la página de la fundación Cousteau, con detalles del barco “Alcyone”:

http://en.wikipedia.org/wiki/Alcyone_(ship)
http://www.cousteau.org/technology/turbosail/

Una página con diseños historicos de aviones con cilindros rotantes en lugar de alas, que usan la fuerza de sustentación asociada al efecto Magnus para volar (según el autor de la página, solo uno de los prototipos consiguió volar):

http://www.pilotfriend.com/photo_albums/potty/2.htm

Finalmente, la página de una empresa que publicita un prototipo de auto volador basado en el efecto Magnus (para que vean que con la física también se puede ganar dinero):

http://www.icar-101.com/icar/index.php?/eng

Como usar Mathematica en la materia

Mathematica es un software que puede resultarles muy útil y que deberían manejar con cierta fluidez. En Mathematica, curvas de nivel (curvas correspondientes a valores constantes de una función) se grafican con el comando “ContourPlot”. La sintaxis es:

ContourPlot[funcion, {x,xmin,xmax}, {y,ymin,ymax}, opciones]

donde xmin, xmax, ymin y ymax son los extremos mínimos y máximos para los ejes x e y en el gráfico. De las opciones, la mas útil es “PlotPoints”, que permite cambiar el número de puntos que Mathematica usa en cada eje para calcular las curvas de nivel (el valor por default es 15, que puede ser insuficiente en muchos casos). Como ejemplo, para un vórtice puntual en el origen, las función corriente es proporcional a log(x^2+y^2), y las lineas de corriente se pueden graficar con el siguiente comando:

ContourPlot[Log[x^2 + y^2], {x, -2, 2}, {y, -2, 2}, PlotPoints->50]

Un ejemplo de como usar Mathematica para graficar lineas de corriente (para el caso de flujo uniforme a través de un cilindro), y de como calcular derivadas de funciones y otras herramientas útiles para estudiar el campo de velocidades generado por un potencial complejo, está disponible aquí (requiere Mathematica 4.0 o mas nuevo). El archivo muestra en detalle cómo a partir de un potencial complejo pueden calcular la función potencial y de corriente, cómo se grafican lineas equipotenciales y de corriente, y cómo se calculan las componentes de la velocidad y los puntos de estancamiento. El archivo tiene también varios comentarios que explican cada paso. El problema que uso como ejemplo en el archivo de Mathematica es el del flujo a través de un cilindro , un problema que veremos en la próxima clase, y en el que el potencial complejo es W(z)=z+1/z.

Pueden ver mas ejemplos en http://demonstrations.wolfram.com/topic.html?topic=Fluid+Mechanics&limit=20

Bernoulli y experimentos caseros

En la clase de hoy vamos a ver la ley de Bernoulli. Les dejo varias demostraciones de la misma, con experimentos que pueden hacer en sus casas:

http://www.efluids.com/efluids/gallery_exp/exp_pages/BendingPaper.jsp
http://www.efluids.com/efluids/gallery_exp/exp_pages/spoon.jsp
http://www.efluids.com/efluids/gallery_exp/exp_pages/TwoBalls.jsp

El principio fundamental en ambos casos es el mismo; en regiones en las que el fluido se mueve con mayor velocidad, la presion es menor, resultando en una fuerza que apunta en sentido contrario al gradiente de presion.

El principio se obtiene de las leyes de conservación, y nos va a ayudar a entender muchos fenómenos en la materia (y muchos fenómenos que ven todos los días y que involucran la dinámica de fluidos).