Fizyka piłki nożnej: „niemożliwy” rzut wolny - Erez Garty

Zobacz pełną lekcję: http://ed.ted.com/lessons/football-physics-the-impossible-free-kick-erez-garty

W 1997 roku brazylijski piłkarz Roberto Carlos wykonał 35-metrowy rzut wolny bez bezpośredniego dostępu do bramki. Kopnięta przez Carlosa piłka ominęła innych graczy szerokim łukiem, ale tuż przed wyjściem na aut skręciła w lewo i wpadła do siatki. Jak tego dokonał? Eraz Garty opisuje prawa fizyczne stojące za jednym z najpiękniejszych goli w historii piłki nożnej.

Lekcja: Eraz Garty, animacja: TOGETHER

W 1997 roku podczas meczu Francja-Brazylia

młody brazylijski piłkarz, Roberto Carlos,

ustawił się do rzutu wolnego z 35 metrów.

Nie miał otwartej drogi do bramki,

spróbował więc czegoś
z pozoru niemożliwego.

Kopnięta piłka ominęła
szerokim łukiem innych graczy,

ale tuż przed wyjściem na aut
skręciła w lewo

i trafiła do bramki.

Zgodnie z pierwszym prawem Newtona,

obiekt porusza się
z tą samą prędkością i kierunkiem

dopóki nie zatrzyma go inna siła.

Kiedy Carlos kopnął piłkę,
nadał jej kierunek i prędkość,

ale jaka siła skręciła piłkę

i pomogła zdobyć jedną
z najwspanialszych bramek w historii?

Sztuka polegała na podkręceniu.

Carlos wycelował w dolny prawy róg piłki,

dzięki czemu poleciała wysoko i w prawo,
ale także obracała się wokół własnej osi.

Piłka rozpoczęła lot
pozornie bezpośrednią drogą,

ze spowalniającymi obustronnymi
podmuchami powietrza.

Z jednej strony piłka poruszała się
w przeciwnym kierunku do podkręcenia,

powodując wzrost ciśnienia,

podczas gdy powietrze
ruszające się w kierunku podkręcenia

tworzyło strefy niskiego ciśnienia.

Te różnice spowodowały, że piłka skręciła
w stronę strefy niskiego ciśnienia.

Ten fenomen jest nazwany efektem Magnusa.

Ten rodzaj kopnięcia,
często zwany bananowym,

jest często stosowany

i jest jednym z elementów,
które nadają grze piękno.

Ale zakrzywienie piłki
z precyzją umożliwiającą

zarówno zakrzywienie toru lotu,
jak i trafienie do bramki jest trudne.

Zbyt wysoko - poleci nad bramką.

Zbyt nisko - spadnie, zanim skręci.

Zbyt szeroko - nie dotrze do bramki.

Zbyt wąsko - przejmą ją obrońcy.

Zbyt wolno - albo nie skręci,
albo zrobi to za wcześnie.

Zbyt szybko - skręci zbyt późno.

Ta sama fizyka umożliwia

zdobycie kolejnego
pozornie niemożliwego gola,

samodzielnego gola z rzutu rożnego.

Efekt Magnusa po raz pierwszy
opisał Izaak Newton,

a zauważył go podczas
gry w tenisa w 1670 roku.

Dotyczy on także piłek golfowych,
frisbee i bejsbola.

W każdej z gier wygląda podobnie.

Podkręcenie piłki tworzy różnicę
ciśnień w otaczającym powietrzu,

która zakrzywia ją w kierunku podkręcenia.

Tutaj pojawia się pytanie.

Czy teoretycznie można
kopnąć piłkę tak mocno,

że wróci jak bumerang?

Niestety nie.

Nawet jeśli piłka
nie rozpadnie się przy uderzeniu,

nie uderzy żadnych przeszkód,

zostanie spowolniona przez powietrze

i jej kąt nachylenia wzrośnie,

co spowoduje, że spirala
będzie coraz mniejsza,

aż w końcu piłka się zatrzyma.

Żeby osiągnąć taką spiralę,

trzeba by podkręcić piłkę
piętnaście razy szybciej,

niż zrobił to Carlos.

Powodzenia.