Физиката на фудбалот

Можеби сте забележале дека покрај инспирираните спортски коментатори, навивачите, политичарите, естрадните ѕвезди и астролозите, пред отворањето на некое светско првенство за самата игра по нешто коментираат и - физичарите. Меѓу другото, физиката на фудбалот може да биде мошне интересна, а законите на њутновата механика ќе влијаат на исходот од натпреварот повеќе и од судиските одлуки.

Меѓу научниците, како и во секоја друга професија, природно постои извесен број фудбалери, од кои некои и професионално се занимавале со овој спорт. Најпознат таков пример беше данскиот нобеловец Нилс Бор (1885-1962), еден од основоположниците на квантната физика, кој во младоста активно играл фудбал.

Според една анегдота, кога Бор го бранел својот докторат по физика, во универзитетскиот амфитеатар било како на стадион. Данските навивачи наводно дошле да му дадат поддршка на својот љубимец додека тој на табла пишувал формули за ротацијата на електроните околу атомското јадро.

Физиката, заедно со најмодерната технологија, вообичаено се користи при конструирањето и градењето фудбалски стадиони, за тестирање и правење копачки или „интелигентни“ дресови кои своевремено ги лансираа репрезентативците на Италија. Но, најмногу внимание привлекува физиката на фудбалската топка која се лансира традиционално пред секој мундијал.

Физиката на поголемиот дел од самата игра, повеќе или помалку, е едноставна. Играчите во место или во движење ѝ предаваат одреден импулс на топката која може да има неограничен број правци и брзини на теренот. Фудбалската топка, шутната со некоја почетна брзина ќе паѓа како и секое друго тело во гравитациското поле, така што нејзината траекторија ќе има облик на парабола, со корекции кои се создаваат заради отпорот на воздухот.

Меѓутоа, не е тешко да се замисли напната ситуација во која добар стрелец изведува слободен удар во близина на линијата на шеснаесетникот, силно ја зафаќа топката, ѝ дава извесно ефе и значајна брзина, топката прави парабола во својот лет, високо го надлетува живиот ѕид, завртува бочно од голот, превисоко и предалеку од пречката и токму кога голманот во скок ќе помисли дека топката ќе продолжи кон гол аутот, а дел од публиката зад голот нагло ќе се тргне гледајќи го проектилот што се приближува, таа одеднаш - бочно ќе се пренасочи од својата траекторија и на чудење на голманот ќе се забие во голот.

Како е можно тоа? Како и околу секој објект кој лета во воздухот, околу топката се создаваат воздушни фронтови кои се движат со различна брзина околу топката за време на нејзиниот лет. Според бернулиевите формули, заради таквите брзини околу топката владеат различни притисоци од воздухот.

Меѓутоа, бидејќи топката не е особено аеродинамична, зад неа се создаваат турбуленции кои ја забавуваат самата топка или нејзината ротација. Но кога топките се движат со брзина поголема од 20 километри на час, нештата почнуваат да се комплицираат.

Она што ја прави интересна физиката на фудбалот, но и самиот фудбал е спинот или ротацијата на топката во лето. Побрзите топки кои се закануваат да го загрозат голманот најчесто имаат спин од осум до десет ротации во секунда. Промената на брзината на ротацијата е една од главните причини за појавата на Магнусовиот ефект заради кој е можен удар при кој топката завртува во лет и прави бочно закривена траекторија.

Заради самата ротација брзината на воздухот во однос на површината на топката на една нејзина страна не е иста како на другата. Тоа значи дека ни притисоците на воздухот кој струи околу топката не се еднакви, па заради оваа разлика од двете страни се создава бочна сила која ја пренасочува топката од основната траекторија. И понекогаш ја одведува во голот.

Превод: Алек Кузмановски

Слики: Mandy Barker

Извор: https://naukakrozprice.rs/