1) L'effet Magnus

L’effet Magnus a été découvert par Heinrich Gustav Magnus (1802-1870), physicien allemand. Il permet d’expliquer les effets des balles dans le sport, le fonctionnement de certains modes de propulsion, ainsi que le phénomène de portance (ailes d'avion par exemple).

D'après l’équation de Bernoulli, on sait que la pression d’un fluide (comme l’air) diminue lorsque sa vitesse augmente, et réciproquement. Et comme la rotation d'un objet modifie la vitesse de l'air autour de lui lorsqu’il se déplace par rapport à l'air (ou si l'air se déplace), la pression est ainsi modifiée. C’est ce phénomène qui est à la base de l’existence de l’effet Magnus.

Quand un joueur de football brosse la balle de l’intérieur avec son pied droit, celle-ci dévie forcément vers la gauche. Cela permet de contourner le mur de défense lors d’un coup franc. Mais une frappe comme celle-ci s’explique par la physique.

En effet, pendant sa trajectoire, le ballon est soumis à un mouvement de rotation sur lui-même dans le sens direct. On peut alors appliquer l’équation de Bernoulli à l’air qui l’entoure car le ballon modifie par frottement la vitesse de l’air. Cet effet est dissymétrique. Dans le cas présent, à gauche, la balle entraîne l'air dont les molécules accélèrent : de ce côté la pression diminue. Les molécules qui passent à droite ralentissent quant à elles et la pression augmente. On constate donc une différence de pression et la balle se déplace du côté où la pression est plus faible : c'est-à-dire à gauche. On peut alors parler d’effet Magnus.

Néanmoins, en fonction de la vitesse de rotation et la forme de la balle, la position des points où la vitesse de l’air est respectivement minimale et maximale change, modifiant ainsi légèrement la direction du mouvement.

L’effet Magnus est donc à l’origine, par exemple, de la trajectoire travaillée des tirs de coups francs au football, de l'effet lifté au tennis, ou de l'effet de rotation d'une balle de tennis de table.