Физика футбола: «невозможный» свободный удар по мячу — Эрез Гарти

Смотрите полную версию урока по ссылке: http://ed.ted.com/lessons/football-physics-the-impossible-free-kick-erez-garty

В 1997 году бразильский футболист Роберто Карлос совершил свободный удар по мячу с дистанции 35 метров, тогда как прямой путь к воротам был перекрыт стенкой. От удара Карлоса мяч ушёл в сторону от игроков, образующих стенку, но вместо того, чтобы пролететь мимо ворот, он резко повернул влево и влетел в сетку. Как он это сделал? Эрез Гартли объясняет физические принципы одного из самых великолепных голов в истории футбола.

Урок Эреза Гартли, анимация студии TOGETHER.

В 1997 году в матче
Франция против Бразилии

молодой бразильский игрок
по имени Роберто Карлос

пробивал свободный удар с 35 метров.

Так как напрямую в ворота было не попасть,

Карлос решил попробовать то,
что казалось невозможным.

От его удара мяч ушёл в сторону
от игроков, образующих стенку,

но вместо того, чтобы пролететь
мимо ворот, он резко повернул влево

и влетел в сетку.

Согласно первому закону Ньютона,

объект движется в одном направлении
и с одной скоростью,

пока на него не повлияет какая-то сила.

Когда Карлос ударил по мячу,
он задал ему направление и скорость,

но что за сила отклонила мяч

и забила один из самых великолепных
голов в истории спорта?

Секрет во вращении.

Карлос направил свой удар
в левую нижнюю часть мяча,

запустив его вверх и вправо,
но при этом с вращением вокруг оси.

Мяч начал свой полёт по прямой линии,

но воздух, движущийся с обеих сторон,
замедлял его.

С одной стороны, воздух двигался
навстречу направлению вращения мяча,

что повышало давление,

в то время как с другой, воздух двигался
в том же направлении, что и вращение,

создавая зону пониженного давления.

Эта разница направила мяч по кривой
в сторону пониженного давления.

Данный феномен называется
эффектом Магнуса.

Такой тип удара,
часто именуемый удар-банан,

пытаются применить регулярно,

он является одним из элементов,
делающих красивую игру красивой.

Но исполнить точную закрутку мяча,

необходимую, чтобы обойти стенку
и попасть в ворота, очень сложно.

Слишком высоко — и мяч перелетит ворота.

Слишком низко — и мяч коснётся земли
до того, как пойдёт по кривой.

Слишком в сторону —
и мяч пролетит мимо ворот.

Недостаточно в сторону —
и защитники перехватят мяч.

Слишком медленно — мяч повернёт
слишком рано или не повернёт совсем.

Слишком быстро — мяч повернёт поздно.

Те же физические принципы

позволяют забить другой
кажущийся невозможным гол —

прямой удар по воротам с углового.

Эффект Магнуса впервые был описан
cэром Исааком Ньютоном после того,

как он заметил его, играя в теннис,
в далёком 1670 году.

Эффект также применим
к мячам для гольфа, фрисби и бейсболу.

В каждом случае происходит одно и то же:

вращение мяча создаёт разницу давления
в окружающем потоке воздуха,

которая закручивает его
в направлении вращения.

И тут возникает вопрос:

возможно ли, в теории,
ударить по мячу так сильно,

чтобы он бумерангом вернулся к вам назад?

К сожалению, нет.

Даже если мяч не распадётся
на молекулы от удара

или не наткнётся на препятствие,

по мере замедления воздухом

угол его отклонения будет повышаться,

заставляя его вращаться
по убывающей спирали,

пока наконец он окончательно
не остановится.

Чтобы только запустить его
по такой спирали,

нужно задать ему
скорость вращения в 15 раз выше

скорости бессмертного удара
Роберто Карлоса.

Удачных попыток!