マグヌス効果は、回転する物体が飛行中に曲がる理由を説明する魅力的な現象です。
サッカーボールをスピンさせながら蹴っているところを想像してみてください。
回転する物体が、空気のような流体（液体や気体のように形を変えながら流れることができる物質）中を移動すると、回転によって物体の周囲の流体の動きが乱され、マグヌス効果果と呼ばれる現象が発生します。
ここで簡単にマグヌス効果を説明すると、ボールの回転による周りの空気速度の差が、圧力差を生み、空気の流れが速い（圧力が低い）側にボールが押し出され、飛行中に曲がることです。
この効果をよりよく理解するために、以下にサッカーの試合中にPK戦やフリーキックを例に見ていきましょう。
ボールの軌道を変化させる方法
サッカーでのPK戦やフリーキックを見たことがありますか？
選手がゴールに向かってボールを蹴る様子をよく観察すると、ボールに回転をかけている選手がいることに気がつくかもしれません。
このスピンにより、ボールはゴールポストに向かって一直線に進むのではなく、空中でカーブを描きます。
野球やクリケットも同様に、投手は、打者に届く前に空中を飛ぶボールの軌道を変えるような投球をすることができます。
クリケット用語では、このような軌道を変化させる投法を「ボールをスイングする」といいます。
しかし、ボールは地面に触れずに空中でどのように方向を変えるのでしょうか?
この現象はマグヌス効果（マグナス効果）によって説明されます。
マグヌス効果とは
ドイツの物理学者グスタフ・マグヌスにちなんで名付けられたマグヌス効果は、回転する物体が流体（この場合は空気）中を移動するときに発生します。
マグヌス効果は、回転する物体が移動するときにその周囲の空気がどのように挙動するかを表します。
サッカーボールを例に挙げてみましょう。
サッカーでのマグヌス効果
回転するボールが空中を飛ぶとき、ボールの片側は空気の流れと同じ方向に移動し、もう片側は空気の流れに逆らって動きます。
空気の流れに沿う側は、摩擦によりその表面に沿って空気を引っ張ります。
ボールの回転によって、その回転方向と同じ方向に流れ周囲の空気が引きずられ（吸い寄せられる）、この配置により、この側の空気の速度が上ががるのです。
空気速度の差によって圧力差が生じ、空気の流れが速い側では圧力が低くなります。
逆に、空気の流れに逆らって動くボールの側では、空気の速度は低下します。
このボールの両側の空気圧の差により、ボールは圧力が低い側へと押し出され、空中で曲がったり直線経路から外れたりするようになるのです。
熟練したサッカー選手はマグヌス効果を有利に利用することが多く、スピンをかけてボールを蹴ると、ボールが一方向に進んでいるように見え、その後軌道が曲げられ、別の場所に着地します。
このとき、適切な量のスピンを習得することは、広範囲にわたる練習を必要とする芸術です。
ボールの形状もマグヌス効果に影響を与える
実は、ボールの形状とデザインは、空中でのボールの挙動に大きな影響を与えることが分かっています。
たとえば、2010年のFIFAワールドカップでは、公式サッカーボールに関して注目すべき論争がありました。
設計者は、このボールが空気力学的に優れたものになるよう意図していましたが、予想外に、世界トップクラスのサッカー選手たちにとって、空中でのボールの軌道を予測することが困難になったためです。
ボールの表面は、ゴルフボールに似た質感で作られており、サッカー界で最も悪名高い論争の的となった製品の一つとなったのです。
試合で有利になるためにボールを回転させるというコンセプトは、サッカーに限ったことではありません。
マグヌス効果は、野球の投手やクリケットの投手にも広く利用されています。
ボールに回転を与えて曲がる軌道を作り、打者がボールに接触しにくくします。
マグヌス効果はスポーツ、さらには工学分野にも見られます。
小型飛行機のパイロットは、強い横風の中を飛行するときにマグヌス効果を考慮しなければならないことがよくあります。
円筒状の回転面で構成されるフレットナーローターと呼ばれる船の装置もあります。
これらの装置はマグヌス効果を利用して、回転するシリンダーを使って風力を船舶や航空機の推進力と安定性を助ける力を生成します。
これは、物理学が日常生活や先端技術においてどのように役割を果たしているかを示す素晴らしい例です。
次にあなたの好きなサッカー選手が、ボールを曲げてゴールの隅にシュートを決めるのを見たときは、努力と練習によって習得された自然の魅惑的な技の1つを目撃していることを思い出してください。