那么大圓筒多少錢一個(gè)（一根轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒能有什么用）

在我們的印象當(dāng)中，飛機(jī)和帆船的形象就如下面幾幅圖一般來說，飛機(jī)如果沒有機(jī)翼，那么它是無法升空的；而帆船一旦沒有帆，就意味著不能免費(fèi)的使用自然風(fēng)作為動(dòng)力，這樣一來，燃料或人力成本將會(huì)大幅上升，這些道理都是顯而易見的，但另一方面，大家對(duì)于飛機(jī)機(jī)

在我們的印象當(dāng)中，飛機(jī)和帆船的形象就如下面幾幅圖

一般來說，飛機(jī)如果沒有機(jī)翼，那么它是無法升空的；而帆船一旦沒有帆，就意味著不能免費(fèi)的使用自然風(fēng)作為動(dòng)力，這樣一來，燃料或人力成本將會(huì)大幅上升，這些道理都是顯而易見的，但另一方面，大家對(duì)于飛機(jī)機(jī)翼以及帆船的船帆，是不是已經(jīng)有一種固定思維，似乎機(jī)翼和船帆就應(yīng)該長這樣？

實(shí)際上還真不是這樣，只能說這樣的機(jī)翼和船帆是最常見的，比如下面兩幅圖

第一幅是一架水上飛機(jī)，第二幅是飛機(jī)愛好者做的一架遙控飛機(jī)，我們可以明顯的看到，飛機(jī)上原本應(yīng)該裝著扁平機(jī)翼的地方，都換成了大圓筒；第三幅圖則是在一條大貨輪，上面立著兩根龐大的圓筒。這些大圓筒發(fā)揮了原本機(jī)翼和船帆的作用。

那么這些圓筒是如何工作的呢？

是不是只需要安裝在那，一動(dòng)不動(dòng)就行了？很顯然這是不可能的，否則何必把機(jī)翼和船帆換下來呢？可是這些圓筒到底有什么作用呢？估計(jì)不少朋友都很好奇這一點(diǎn)。

首先，這些圓筒的工作方式就是一個(gè)字——轉(zhuǎn)，繞著各自的筒軸旋轉(zhuǎn)。說到這，估計(jì)大家就更好奇了，這些圓筒的工作就是旋轉(zhuǎn)？難道轉(zhuǎn)起來，就能把飛機(jī)帶飛，貨輪帶跑嗎？

沒錯(cuò)，還真是這樣，那么這背后的原理又是什么呢？

我們先來回顧一下飛機(jī)機(jī)翼以及帆船的船帆是如何起作用的

飛機(jī)機(jī)翼

一般來說，在介紹飛機(jī)如何升空時(shí)，都會(huì)說是飛機(jī)的機(jī)翼提供了升力，而這個(gè)升力則是由于機(jī)翼上下兩面的壓力差導(dǎo)致的，而壓力差則是通過伯努利方程給出的，雖然這種解釋已經(jīng)流行的很多年，并且在很多篇科普文章中都是這么介紹的。

實(shí)際上這并不是飛機(jī)能夠升空的本質(zhì)原因，詳細(xì)原因請(qǐng)看這篇文章飛機(jī)為什么能飛起來？直到今天，科學(xué)家仍然沒有答案

小編以前在上中學(xué)時(shí)就看過類似文章（出自一本國外科學(xué)家寫的書，作者對(duì)很多科學(xué)理論都做了不少深刻獨(dú)特的看法，可惜小編已經(jīng)完全忘記書名是什么了）。

不過，作為科普，還是講伯努利方程比較好，雖然飛機(jī)升空的主要原因并不是伯努利方程能夠解釋的，但無論如何還是少不了機(jī)翼或者類似形狀部件的作用（火箭、導(dǎo)彈那種升空可以另作一談），因此從科普角度來說，這樣的解釋還是比較好的，不能要求太高了，畢竟本質(zhì)原因也還沒個(gè)定數(shù)。

船帆

船帆的作用就很容易了，借助于風(fēng)力，不斷改變船帆的狀態(tài)，可以使得船只在順風(fēng)，甚至是逆風(fēng)的情況下前進(jìn)（這些過程可以用力學(xué)規(guī)律，比如動(dòng)量定理等等去解釋）

我們發(fā)現(xiàn)，不論是飛機(jī)機(jī)翼還是帆船的船帆，它們的核心作用就是為主體提供了一個(gè)力，這個(gè)力可以使飛機(jī)升空，使船只移動(dòng)，而這個(gè)力同樣可以由旋轉(zhuǎn)的圓筒提供。

下面我們就來看看旋轉(zhuǎn)的圓筒到底是怎樣起作用的吧

先來看一幅動(dòng)圖

一個(gè)人將籃球從一個(gè)大壩上扔下去，注意一點(diǎn)，在扔的時(shí)候，他將籃球轉(zhuǎn)了起來，也就是說籃球在重力的作用下，是邊降落邊旋轉(zhuǎn)的，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，籃球并不是按照我們想象中的以一條近似垂直的路線落到底部，而是以一段很大的弧線路徑降落的，最后“飄”落到湖面，甚至還打了個(gè)水漂。

我們將這個(gè)過程簡化為下圖

籃球下落的時(shí)候，是迎風(fēng)的，也就是運(yùn)動(dòng)方向與風(fēng)向是相反的，而籃球是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的（逆時(shí)針順時(shí)針是取決于觀察角度的），由于籃球旋轉(zhuǎn)時(shí)，本身就會(huì)帶動(dòng)周圍附近的空氣跟著一塊旋轉(zhuǎn)，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)一種情況，由于籃球運(yùn)動(dòng)方向與風(fēng)向相反，那么在籃球一側(cè)的風(fēng)速就會(huì)略微增強(qiáng)，而籃球另一側(cè)的風(fēng)速會(huì)略微減少。

在得到這一點(diǎn)后，再應(yīng)用伯努利方程，流速快的地方，壓強(qiáng)要小于流速慢的地方，因此籃球左側(cè)的風(fēng)壓就會(huì)大于右側(cè)，于是一股垂直于運(yùn)動(dòng)方向的力就出現(xiàn)了，此時(shí)我們?cè)倩氐交@球從大壩墜落時(shí)的場(chǎng)景，由于籃球除了重力、阻力外，還受到了一股力，因此籃球就以一種大弧線的運(yùn)動(dòng)路徑降落了。

我們把這個(gè)現(xiàn)象稱為馬格努斯效應(yīng)。

此時(shí)我們將馬格努斯效應(yīng)用于圓筒形機(jī)翼和船帆上

對(duì)于飛機(jī)機(jī)翼，當(dāng)飛機(jī)引擎提供了一股推力之后，飛機(jī)在跑道上滑行，那么對(duì)于圓筒機(jī)翼來說，就有了一股與其運(yùn)動(dòng)方向相反的風(fēng)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)圓筒，馬格努斯效應(yīng)產(chǎn)生，作用在機(jī)翼上由一股升力產(chǎn)生，于是飛機(jī)被拉起

對(duì)于船只來說，設(shè)想一股橫風(fēng)吹過船只，同樣的道理，啟動(dòng)圓筒旋轉(zhuǎn)，一股推力產(chǎn)生，幫助船只運(yùn)行，實(shí)際上這種利用馬格努斯效應(yīng)的船只，能夠可觀的減少燃料的消耗量（與船只的航行速度成反比，這一點(diǎn)很好理解，比如船只的槳葉停止工作，只轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒，那么在風(fēng)力的作用，船只也會(huì)緩慢的前行）

這種利用馬格努斯效應(yīng)輔助航行的船只，最早出現(xiàn)在上世紀(jì)二十年代，不過在當(dāng)時(shí)并沒有引起多大反響，直到八十年代以后，才有公司將其應(yīng)用于大型貨輪以及油輪身上。

其實(shí)馬格努斯效應(yīng)在生活中并不罕見，比如下面這個(gè)小玩具，將其吹轉(zhuǎn)起來

再比如足球運(yùn)動(dòng)員踢出的香蕉球也是利用的這個(gè)效應(yīng)

本篇文章的內(nèi)容到此結(jié)束。

謝謝各位閱讀！

以后還會(huì)不斷更新精心準(zhǔn)備的通俗科普長文！

期待您的點(diǎn)評(píng)和關(guān)注哦！