Fußballphysik: Der "unmögliche" Freistoß - Erez Garty

Die ganze Lektion unter: http://ed.ted.com/lessons/football-physics-the-impossible-free-kick-erez-garty

1997 führte der brasilianische Fußballspieler Roberto Carlos einen 35-Meter-Freistoß ohne direkte Linie zum Tor aus. Carlos Schuss katapultierte den Ball weit weg von den Spielern, doch kurz bevor er im Aus landete, drehte er nach links ab und flog ins Netz. Wie hat er das gemacht? Erez Garty beschreibt die Physik hinter einem der großartigsten Tore in der Geschichte des Fußballs.

Lektion von Erez Garty, Animation von TOGETHER.

1997, bei einem Spiel
zwischen Frankreich und Brasilien,

bereitete ein junger, brasilianischer
Spieler namens Roberto Carlos

einen 35-Meter-Freistoß vor.

Ohne direkte Linie zum Tor

entschied sich Carlos,
das scheinbar Unmögliche zu versuchen.

Sein Schuss katapultierte den Ball
weit weg von den Spielern,

aber kurz bevor er im Aus landete,
drehte er nach links ab

und segelte ins Tor.

Newtons erstem Gesetz der Bewegung zufolge

bewegt sich ein Objekt so lange
in dieselbe Richtung

und mit derselben Geschwindigkeit,

bis eine Kraft auf es angewendet wird.

Als Carlos den Ball schoss,
gab er ihm Richtung und Geschwindigkeit,

aber welche Kraft sorgte dafür,
dass der Ball ausbrach

und eines der großartigsten Tore
in der Geschichte dieses Sports erzielte?

Der Trick lag in der Drehung.

Carlos platzierte seinen Schuss
an der unteren rechten Ecke des Balls,

sodass er hoch und nach rechts flog,
sich aber auch um die eigene Achse drehte.

Der Ball begann seinen Flug
auf einer scheinbar direkten Route,

wobei auf beiden Seiten Luft um ihn
herumströmte und ihn verlangsamte.

Auf der einen Seite bewegte sich die Luft
entgegen der Drehung des Balls,

was für erhöhten Druck sorgte,

während sich die Luft auf der anderen
Seite mit der Drehung des Balls bewegte

und so einen Bereich
mit niedrigerem Druck erzeugte.

Dieser Unterschied sorgte dafür, dass sich
der Ball zur Niedrig-Druck-Zone neigte.

Dieses Phänomen nennt sich Magnus-Effekt.

Diese Art des Schusses,
auch Bananenflanke genannt,

wird regelmäßig versucht

und ist eines der Elemente,
die dieses schöne Spiel schön machen.

Aber den Ball mit der Präzision
in dem Winkel zu schießen, der nötig ist,

um sowohl um die Mauer herum als auch
zurück ins Tor zu fliegen, ist schwierig.

Zu hoch und er fliegt über das Tor hinweg.

Zu niedrig und er berührt
den Boden, bevor er abdreht.

Zu weit und er erreicht das Tor nie.

Nicht weit genug und
die Verteidiger fangen ihn ab.

Zu langsam und er bekommt zu früh
einen Seitwärtsdrall oder gar nicht.

Zu schnell und er bekommt
den Seitwärtsdrall zu spät.

Dieselben physikalischen Verhältnisse

ermöglichen ein weiteres
scheinbar unmögliches Tor,

den direkt verwandelten Eckstoß.

Der Magnus-Effekt wurde erstmalig
von Sir Isaac Newton dokumentiert,

der ihn beobachtete, als er 1670
eine Partie Tennis spielte.

Er gilt auch für Golfbälle,
Frisbees und den Baseball.

In jedem Fall geschieht dasselbe.

Die Drehung des Balls lässt
im Luftstrom, der den Ball umgibt,

einen Druckunterschied entstehen,

der die Flugbahn
in Richtung der Drehung krümmt.

Hier ist eine Frage.

Könnte man einen Ball
theoretisch so fest schießen,

dass er wie ein Bumerang
den gesamten Weg zu einem zurückfliegt?

Leider nicht.

Selbst wenn der Ball beim Aufprall
nicht zerstört würde

und keine Hindernisse träfe,

würde der Winkel der Ablenkung zunehmen,

weil die Luft ihn verlangsamen würde,

sodass er sich spiralförmig
in immer kleineren Kreisen bewegen würde,

bis er irgendwann zum Stillstand käme.

Aber allein um diese Spirale hinzubekommen

müsste man eine mehr als fünfzehnmal
schnellere Drehung erreichen

als bei Carlos' unvergänglichem Schuss.

Also viel Glück dabei.