Fußball-Boomeranging? Geht das?

Michael Stevens von Vsauce beschäftigt sich mit der Frage, ob man einen Fußball so stark anschneiden kann, dass aus dem bekannten "Bananenschuss" eine Kreisbahn wird, sodass der Ball wieder zum Abschussort zurückkommt. Anders gefragt: Funktioniert Fußball-"Boomeranging"?


Schaut euch das Video zuerst mal an - dann schreibe ich, womit ich nicht recht einverstanden bin:

Cool, oder? ;-)

Was mir aber nicht gefällt, ist Michaels Erklärung des Magnus-Effekts. Also des Effekts, der den Ball überhaupt auf eine gekrümmte Bahn bringt.

Im Video (bei ca. 1:10) sieht es aus, als ob die Luft durch die Drehung des Balles auf einer Seite verschwindet (oder zumindest weniger wird) und dadurch ein höherer Luftdruck auf der anderen entsteht. "Mehr Luft = mehr Druck", sozusagen.
Das stimmt so aber nicht! Der Magnus-Effekt funktioniert nämlich folgendermaßen (keine Angst, das folgende klingt komplizierter als es ist):

Durch die Rotation des Balles bewegt sich die vorbeiströmende Luft auf einer Seite schneller als auf der anderen. Dort, wo sich die Oberfläche des Balls "in Fahrtrichtung", also gegen die Strömungsrichtung der Luft, bewegt, wird die Luft abgebremst. Auf der gegenüberliegenden Seite passiert das Gegenteil: Die Luft an der Oberfläche des Balles wird dort ebenfalls vom rotierenden Ball "mitgerissen", aber dieses "Mitreißen" ist nun in die Richtung gerichtet, in die auch die vorbeiströmende Luft strömt. (<-- Zwei mal "Wortwiederholung", das wäre in der Schule nicht durchgegangen :-P )
Nun gibt es die Bernoulli-Gleichung für Strömungen, die diese Situation ausreichend gut beschreiben kann. (Diese Gleichung geht von Näherungen aus, z. B. der Inkompressibilität der Luft etc., die wir hier allerdings ignorieren, weil der Fehler dadurch nur sehr klein ist.) Hier ist die Gleichung:

Die Größen, die uns interessieren, sind die Geschwindigkeit v und der Druck p. Man kann salopp sagen: "Geschwindigkeit plus Druck sind konstant." (Wenn man über die anderen Dinge in der Gleichung einfach hinwegsieht.) Das heißt so viel wie: Steigt die Geschwindigkeit, muss der Druck  sinken. Die Summe der beiden muss ja konstant sein.

Wenn sich also die Luft auf der einen Seite des Balles schneller bewegt, sinkt dort der Druck. Auf der anderen Seite bewegt sich die Luft vergleichsweise langsam, deshalb ist der Druck dort auch vergleichsweise groß. Und genau das ist der Magnus-Effekt! Der Ball wird in Richtung jener Oberfläche abgelenkt, die gegen die Bewegungsrichtung des Balles rotiert, weil ein dementsprechendes Druckgefälle herrscht.

(Diesen Effekt kann man übrigens auch beim Venturi-Rohr beobachten und damit hat man dann gleich das Prinzip verstanden, nach dem Parfumflaschen meines Wissens nach funktionieren.)


Trotzdem: Michael Stevens macht coole Videos! ;-)