Физика футбольных уродов

Португалия вышла на первое место в финале чемпионата Европы 2016 года в воскресенье вечером. Матч был направлен на решение еще одной страшной серии пенальти до того, как португальскому Эдеру удалось вбить мяч в левый нижний угол ворот Франции на 109-й минуте. Без звездного игрока Криштиану Роналду стране удалось пережить Францию ​​и стать лучшей командой Европы.

Но эта игра не давала зрителям возможности посмотреть одно из самых захватывающих зрелищ в футболе: бесплатные удары, которые, кажется, бросают вызов законам физики. Не беспокойтесь: на остальных турнирах было определенно рекордное количество этих красавиц (четверо, все в групповом этапе). Был Бэйл Уэльский против Словакии и Англии, Dier of England против России и Dzsudzsák Венгрии против Portgual. А в Премьер-лиге Димитри Пайет из «Вест Хэм Юнайтед» в этом году стал хозяином штрафного:

Для непосвященных свободный удар - это способ возобновить игру после того, как рефери объявил фол. Свободные удары могут быть прямыми (в которых можно забить гол непосредственно от удара) или косвенно (где мяч должен быть пропущен до того, как может быть сделана попытка забить).

(И если вы настоящий нуб, когда дело доходит до футбола, позвольте мне сначала уточнить, что штрафные удары отличаются от штрафных ударов, когда защищающая команда совершает фол в штрафной, и атакующая команда имеет шанс забить без вмешательства любых игроков, кроме вратаря защиты.)

Свободный удар происходит везде, где был совершен фол. Все становится интересным, когда игрок защищающейся команды совершает фол в непосредственной близости от своей цели, что дает возможность атаке напрямую забить.

Существует три основных метода, позволяющих забить пенальти (при условии, что вы не планируете передавать партнеру по команде или перебрасывать мяч в сторону региона, из которого другие нападающие имеют больше шансов забить). Ваша первая стратегия может состоять в том, чтобы пойти с грубой силой и просто попытаться ввести мяч прямо мощным ударом. Если вы хорошо разбираетесь, вы можете использовать некоторую технику, чтобы обвить мяч вокруг любых препятствий, используя внутреннюю или внешнюю часть вашей ноги. И если вы действительно Если у вас есть некоторые навыки, вы можете вращать этот шар и непредсказуемо увеличивать его масштаб.

Этот последний метод особенно интересен. Противники должны держаться на расстоянии 10 ярдов от мяча и не могут приближаться, пока мяч не будет в игре. Иногда противоборствующая команда собирает большинство или всех своих игроков, чтобы сформировать своего рода человеческую стену, чтобы блокировать прямое попадание - вынуждая кикера прибегнуть ко второму или третьему варианту удара ногой.

(На данный момент стоит дать краткий справочник по физике футбола. Не волнуйтесь, это не будет сложным.)

Первая часть связана с законом инерции Ньютона, который гласит, что любой находящийся в покое объект остается в покое, а любой движущийся объект остается в движении, если на него не действует другая сила. Когда дело доходит до штрафного удара, сила, которая заставляет шар двигаться и ускоряться, является ногой игрока, а силы, замедляющие шар, когда он движется по воздуху, включают сопротивление и трение, вызванные ветром и силой тяжести.

Далее, концепция импульса, которую вы, возможно, однажды запомнили как скорость объекта, умноженная на его массу. Нога игрока, движущаяся по воздуху, может передавать импульс от себя мячу, в который он попадает. Чтобы заставить шар двигаться быстрее или выше по воздуху, требуется больше импульса, поэтому игрок должен бить по мячу с большей силой. Если вы пытаетесь свернуть шар или сделать на нем вращение (или оба варианта), вам нужно не только приложить больше силы, но и сбалансировать ее с помощью техники хитрой ноги. Хитрые вещи.

Эффект Магнуса

Это базовое понимание физики подводит нас к большой тамале: эффекту Магнуса, который объясняет, как игрок может забить мяч в стойку ворот во время штрафного удара. Когда футбольный мяч движется по воздуху, это воздух, который начинает брать на себя ответственность и движется - или в этом случае, кривые - мяч по своему вкусу.

Для начала, кикер должен сделать вращение мяча, когда он или она ударяет по нему. По сути, вращение мяча сверху заставляет воздух вокруг вершины двигаться меньше, чем воздух вокруг нижней половины. Тангенциальная скорость шара в верхней половине противоположна воздушному потоку, а тангенциальная скорость нижней половины находится в том же направлении воздушного потока.

Этот дисбаланс означает, что давление на шар больше в верхней части. Эффект Магнуса становится более заметным и заметным, когда шар теряет скорость, потому что в какой-то момент движущийся воздушный поток против вращение остановлено. Дисбаланс давления усиливается и создает на шарике силу, которая действует как вниз, так и против той стороны шарика, которая использовалась для создания противоположного воздушного потока. Когда удар футболиста создает вращение против часовой стрелки, сила Магнуса действует на шар слева, заставляя шар изгибаться влево - и наоборот.

Поскольку эффект Магнуса увеличивается с уменьшением скорости, вы заметите, что кривая в шаре происходит намного быстрее, когда шар начинает возвращаться к земле. Кривая на мяче становится все сложнее и сложнее во время полета, обманывая вратаря и других находящихся рядом защитников от правильного отслеживания его при движении вниз. Если вы приложите только то правильное количество силы, которое гарантирует, что мяч вовремя попадет в сетку, вы произведете свободный удар, который, кажется, имеет собственную жизнь и разум.

Вот один из самых известных примеров эффекта Магнуса, в бразильском игроке Роберто Карлоса 1997 года свободный удар против Франции.

Нелегко овладеть чем-то подобным, но результат может быть потрясающе великолепным - и смехотворно бросающим вызов физике - во время штрафного удара.