แฟนๆ หลายคนคงจำลูกฟรีคิกของโรแบร์โต คาร์ลอสชาวบราซิลได้ในทัวร์นาเมนต์ที่ฝรั่งเศสเมื่อซัมเมอร์ที่แล้ว ลูกบอลถูกวางห่างจากเป้าหมายของฝ่ายตรงข้ามประมาณ 30 เมตรและไปทางขวาเล็กน้อย คาร์ลอสตีบอลไปทางขวาจนพ้นกำแพงกองหลังไปอย่างน้อย 1 เมตร และทำให้บอลบอยซึ่งยืนห่างจากประตูไม่กี่เมตรผงกศีรษะ จากนั้น เกือบจะน่าอัศจรรย์ บอลโค้งไปทางซ้ายและเข้ามุมขวาบน
ของประตู
สร้างความประหลาดใจให้กับผู้เล่น ผู้รักษาประตู และสื่อมวลชน เห็นได้ชัดว่าคาร์ลอสฝึกฝนลูกเตะนี้ตลอดเวลาในสนามซ้อม เขารู้โดยสัญชาตญาณว่าจะต้องตีลูกให้โค้งอย่างไรโดยตีลูกด้วยความเร็วและสปินเฉพาะ อย่างไรก็ตาม เขาอาจไม่รู้ฟิสิกส์เบื้องหลังทั้งหมด อากาศพลศาสตร์ของลูกกีฬา
คำอธิบายแรกเกี่ยวกับการโก่งตัวด้านข้างของวัตถุหมุนได้ให้เครดิตโดยลอร์ด เรย์ลี ซึ่งเป็นผลงานของนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน กุสตาฟ แม็กนุส ในปี 1852 จริง ๆ แล้ว แม็กนัสพยายามค้นหาว่าเหตุใดกระสุนและกระสุนที่หมุนจึงเบี่ยงไปด้านใดด้านหนึ่ง แต่คำอธิบายของเขาก็ใช้ได้เหมือนกัน ดีกับลูกบอล
กลไกพื้นฐานของลูกโค้งในฟุตบอลเกือบจะเหมือนกันกับกีฬาอื่นๆ เช่น เบสบอล กอล์ฟ คริกเก็ต และเทนนิสพิจารณาลูกบอลที่หมุนรอบแกนตั้งฉากกับการไหลของอากาศ (รูปที่ 1) อากาศเคลื่อนที่เร็วขึ้นเมื่อเทียบกับจุดศูนย์กลางของลูกบอล โดยที่ขอบของลูกบอลเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียว
กับกระแสลม สิ่งนี้จะช่วยลดแรงกดดันตามหลักการผลตรงข้ามจะเกิดขึ้นกับอีกด้านหนึ่งของลูกบอล ซึ่งอากาศจะเคลื่อนที่ช้าลงเมื่อเทียบกับจุดศูนย์กลางของลูกบอล ดังนั้นจึงเกิดความไม่สมดุลในแรงและลูกบอลเบี่ยงเบน หรือตามที่เซอร์ เจ.เจ. ทอมสันกล่าวไว้ในปี 1910 ว่า “ลูกบอลพุ่งเข้าหาจมูก”
แรงบนลูกบอลหมุนที่ลอยอยู่ในอากาศโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภท: แรงยกและแรงลาก แรงยกคือแรงขึ้นหรือไปด้านข้างที่รับผิดชอบต่อผลกระทบของแมกนัส แรงลากจะกระทำในทิศทางตรงกันข้ามกับเส้นทางของลูกบอล ให้เราคำนวณแรงที่ทำงานในการเตะฟรีคิกที่ดี สมมติว่าความเร็วของ
ลูกบอล
อยู่ที่ 25–30 มิลลิวินาที–1 (ประมาณ 70 ไมล์ต่อชั่วโมง) และการหมุนอยู่ที่ประมาณ 8–10 รอบต่อวินาที แรงยกจะอยู่ที่ประมาณ 3.5 นิวตัน กฎข้อบังคับระบุว่ามืออาชีพ ลูกฟุตบอลต้องมีมวล 410–450 กรัม ซึ่งหมายความว่าจะเร่งความเร็วประมาณ 8 มิลลิวินาที–2 . และเนื่องจากลูกบอลจะลอยอยู่
ในอากาศเป็นเวลา 1 วินาทีเหนือวิถีการเคลื่อนที่ 30 เมตร แรงยกอาจทำให้ลูกบอลเบี่ยงเบนได้มากถึง 4 เมตรจากเส้นทางเส้นตรงตามปกติ มากพอที่จะสร้างปัญหาให้กับผู้รักษาประตู! การเบี่ยงเบนด้านข้างของลูกบอลที่กำลังบินนี้เป็นที่รู้จักกันโดยทั่วไปว่า “เอฟเฟกต์แมกนัส”
แรงลากF Dบนลูกบอลเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็วvสมมติว่าความหนาแน่นrของลูกบอลและพื้นที่หน้าตัดAไม่เปลี่ยนแปลง: F D = C D r Av 2 /2. อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่า “ค่าสัมประสิทธิ์การลาก” C Dจะขึ้นอยู่กับความเร็วของลูกด้วย ตัวอย่างเช่น หากเราพล็อตค่าสัมประสิทธิ์การลากเทียบ
กับจำนวนของพารามิเตอร์ที่ไม่ใช่มิติจะเท่ากับr v D /μ โดยที่Dคือเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอล และ μ คือความหนืดจลนศาสตร์ของอากาศ เราพบว่าค่าสัมประสิทธิ์การลากลดลงอย่างกะทันหันเมื่อการไหลของอากาศที่พื้นผิวของลูกบอลเปลี่ยนจากเรียบและราบเรียบเป็นปั่นป่วน
เมื่อการไหลของอากาศเป็นแบบราบเรียบและค่าสัมประสิทธิ์การลากสูง ชั้นขอบของอากาศบนพื้นผิวของลูกบอลจะ “แยกตัว” ค่อนข้างเร็วเมื่อมันไหลผ่านลูกบอล ทำให้เกิดกระแสน้ำวน อย่างไรก็ตาม เมื่อกระแสลมปั่นป่วน ชั้นขอบจะเกาะติดลูกบอลนานขึ้น สิ่งนี้ทำให้เกิดการแยกสายและการลากเล็กน้อย
ตัวเลข
ของเรย์โนลด์ที่ค่าสัมประสิทธิ์การลากลดลงจึงขึ้นอยู่กับความหยาบของพื้นผิวของลูก ตัวอย่างเช่น ลูกกอล์ฟที่มีรอยบุ๋มมาก มีความขรุขระของผิวค่อนข้างสูง และค่าสัมประสิทธิ์การลากจะลดลงที่ค่าเรย์โนลด์ (~2 × 10 4 ) ที่ค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม ลูกฟุตบอลจะนุ่มนวลกว่าลูกกอล์ฟ
ผลที่สุดของทั้งหมดนี้ก็คือฟุตบอลที่เคลื่อนที่ช้าจะพบกับแรงหน่วงที่ค่อนข้างสูง แต่ถ้าคุณสามารถตีลูกได้เร็วพอจนกระแสลมที่พัดผ่านลูกนั้นปั่นป่วน ลูกจะสัมผัสได้ถึงแรงหน่วงเล็กน้อย (ดูด้านขวา) ฟุตบอลที่เคลื่อนที่เร็วจึงเป็นปัญหาสองเท่าสำหรับผู้รักษาประตูที่หวังจะเซฟบอล ไม่เพียงแต่บอล
จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเท่านั้น แต่ยังไม่ช้าลงเท่าที่ควร บางทีผู้รักษาประตูที่ดีที่สุดอาจเข้าใจฟิสิกส์โดยสัญชาตญาณมากกว่าที่พวกเขาคิด ในปี 1976 และเพื่อนร่วมงานจาก ได้ทำการทดลองแบบคลาสสิกกับลูกกอล์ฟ พวกเขาพบว่าการเพิ่มการหมุนของลูกบอลทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การยกสูงขึ้น
และด้วยเหตุนี้จึงเกิดแรงแมกนัสที่ใหญ่ขึ้น อย่างไรก็ตาม การเพิ่มความเร็วที่สปินที่กำหนดจะลดค่าสัมประสิทธิ์การยก สิ่งนี้มีความหมายสำหรับฟุตบอลคือ ลูกบอลที่เคลื่อนที่ช้าและมีการหมุนมากจะมีแรงไปด้านข้างมากกว่าลูกบอลที่เคลื่อนที่เร็วซึ่งมีการหมุนเท่ากัน ดังนั้นเมื่อลูกบอลเคลื่อนที่ช้าลงเมื่อสิ้นสุด
วิถีโค้ง เส้นโค้งจะเด่นชัดมากขึ้นโรแบร์โต้ คาร์ลอส มาเยือนทั้งหมดนี้อธิบายถึงลูกฟรีคิกของโรแบร์โต้ คาร์ลอสได้อย่างไร? แม้ว่าเราจะไม่แน่ใจทั้งหมด แต่ต่อไปนี้อาจเป็นคำอธิบายที่ยุติธรรมเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้น คาร์ลอสเตะลูกบอลด้วยเท้าซ้ายด้านนอกเพื่อให้ลูกบอลหมุนทวนเข็มนาฬิกา
ขณะที่เขามองลงไปที่ลูกบอล สภาพอากาศแห้งแล้ง ดังนั้นปริมาณการหมุนที่เขาส่งบอลจึงสูง บางทีอาจมากกว่า 10 รอบต่อวินาที การเตะด้วยด้านนอกของเท้าทำให้เขาสามารถตีลูกบอลได้แรง โดยอาจใช้เวลามากกว่า 30 มิลลิวินาที–1(70 ไมล์ต่อชั่วโมง). การไหลของอากาศเหนือพื้นผิวของลูกบอลนั้น
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
