Vật lý của Soccer's Freak Free Kicks

Bồ Đào Nha đã đứng đầu trong đêm Chủ nhật Chung kết Giải vô địch châu Âu 2016. Trận đấu đang hướng đến quyết định bởi một loạt sút luân lưu đáng sợ khác trước khi Bồ Đào Nha Lát Eder tìm cách đưa bóng vào góc dưới bên trái khung thành Pháp France ở phút 109. Không có cầu thủ ngôi sao Cristiano Ronaldo, đất nước này đã vượt qua Pháp và được xức dầu cho đội bóng tốt nhất châu Âu.

Nhưng trò chơi này đã không cho người xem cơ hội xem một trong những cảnh tượng phù phép nhất của bóng đá: những cú đá phạt dường như bất chấp các định luật vật lý. Không phải lo lắng, mặc dù: Phần còn lại của giải đấu chắc chắn có số lượng người đẹp kỷ lục (Bốn, tất cả ở vòng bảng). Có Bale of Wales vs Slovakia và vs England, Dier of England vs Russia, và Dzsudzsák của Hungary vs Portgual. Và tại Premier League, West Ham United League Dimitri Payet năm nay là bậc thầy của cú đá phạt:

Đối với những người không quen, đá phạt là một cách để bắt đầu lại chơi sau khi phạm lỗi được gọi bởi trọng tài. Đá phạt có thể là trực tiếp (trong đó một bàn thắng có thể được ghi trực tiếp từ cú đá) hoặc gián tiếp (nơi bóng phải được chuyền trước khi nỗ lực ghi bàn có thể được thực hiện).

(Và nếu bạn là một người thực sự khi chơi bóng đá, trước tiên tôi hãy làm rõ rằng những cú đá phạt khác với những cú đá phạt, trong đó một pha phạm lỗi xảy ra trong vòng cấm của đội phòng thủ và đội tấn công có cơ hội ghi bàn mà không có sự can thiệp từ bất kỳ cầu thủ nào ngoại trừ thủ môn phòng ngự.)

Một cú đá phạt xảy ra bất cứ nơi nào phạm lỗi. Mọi thứ trở nên thú vị khi một pha phạm lỗi được thực hiện bởi một thành viên của đội phòng thủ gần với mục tiêu của chính họ - tạo cơ hội cho hành vi phạm tội để ghi bàn trực tiếp.

Về cơ bản, có ba kỹ thuật rộng để ghi bàn thông qua một cú đá phạt (giả sử bạn không có kế hoạch chuyền cho đồng đội hoặc đưa bóng vào khu vực mà các thành viên tấn công khác có cơ hội ghi bàn tốt hơn). Chiến lược đầu tiên của bạn có thể là đi với lực lượng vũ phu và chỉ cần cố gắng đưa bóng trực tiếp bằng một cú đá mạnh mẽ. Nếu bạn hiểu biết, bạn có thể sử dụng một số kỹ thuật để cuộn tròn quả bóng xung quanh bất kỳ chướng ngại vật nào bằng cách sử dụng bên trong hoặc bên ngoài bàn chân của bạn. Và nếu bạn có thật không có một số kỹ năng, bạn có thể quay quả bóng đó và làm cho nó phóng to trong không trung một cách khó lường.

Nó là phương pháp cuối cùng mà đặc biệt thú vị. Đối thủ cần phải ở cách bóng 10 mét và không thể di chuyển lại gần cho đến khi bóng được chơi. Đôi khi, đội đối phương tập hợp hầu hết hoặc tất cả các cầu thủ của mình để tạo thành một loại tường người để chặn cú đánh trực tiếp - buộc người đá phải dùng đến các lựa chọn đá thứ hai hoặc thứ ba.

(Tại thời điểm này, nó đáng để cung cấp một bản tóm tắt nhanh chóng về vật lý của bóng đá. Đừng lo lắng, điều này đã giành được sự phức tạp.)

Phần đầu tiên liên quan đến định luật quán tính của Newton, trong đó nêu rõ rằng bất kỳ vật nào ở trạng thái nghỉ đều đứng yên và bất kỳ vật nào đang chuyển động đều chuyển động trừ khi có lực khác tác dụng lên nó. Khi đá phạt, lực làm cho quả bóng di chuyển lên và tăng tốc là một chân cầu thủ, và các lực làm chậm quả bóng khi nó di chuyển trong không khí bao gồm lực cản và ma sát do gió và trọng lực gây ra.

Tiếp theo, khái niệm động lượng, mà bạn có thể đã từng ghi nhớ là vận tốc của một vật nhân với khối lượng của nó. Một người chơi chân di chuyển trong không khí có thể chuyển động lượng từ chính nó sang quả bóng mà nó tấn công. Làm cho một quả bóng di chuyển nhanh hơn hoặc cao hơn trong không khí đòi hỏi nhiều động lực hơn, vì vậy một người chơi cần phải đánh bóng với lực mạnh hơn. Nếu bạn đang cố gắng cuộn tròn quả bóng lên hoặc đặt một cú xoáy vào nó (hoặc cả hai), bạn không chỉ cần dùng nhiều lực hơn mà còn cân bằng điều đó với kỹ thuật chân khéo léo của bạn. Thứ rắc rối.

Hiệu ứng Magnus

Sự hiểu biết cơ bản về vật lý này đưa chúng ta đến một tamale lớn: hiệu ứng Magnus, giải thích cách một cầu thủ có thể uốn bóng vào cột dọc khung thành trong một cú đá phạt. Khi một quả bóng đá di chuyển trong không khí, nó sẽ không khí bắt đầu tích điện và di chuyển - hoặc trong trường hợp này, đường cong - quả bóng theo ý thích riêng của nó.

Để bắt đầu, người đá cần phải đặt một quả bóng vào quả bóng khi anh ta hoặc cô ta đánh nó. Về cơ bản, vòng xoáy trên cùng của quả bóng làm cho không khí xung quanh đỉnh chuyển động ít hơn không khí xung quanh nửa dưới. Vận tốc tiếp tuyến của quả bóng ở nửa trên đối diện với luồng không khí và vận tốc tiếp tuyến của nửa dưới cùng hướng với luồng khí.

Sự mất cân bằng này có nghĩa là áp lực lên quả bóng lớn hơn ở phía trên. Hiệu ứng Magnus trở nên nổi bật và đáng chú ý hơn khi quả bóng mất vận tốc - bởi vì tại một số điểm, luồng không khí đang di chuyển chống lại vòng quay bị dừng lại. Sự mất cân bằng áp suất được nâng cao và tạo ra một lực tác dụng lên quả bóng tác động cả xuống dưới và chống lại phía bên của quả bóng được sử dụng để tạo ra luồng không khí đối nghịch. Khi một cầu thủ bóng đá đá đá tạo ra một cú xoay ngược chiều kim đồng hồ, lực Magnus tác động trái vào quả bóng, khiến quả bóng cong sang trái - và ngược lại.

Vì hiệu ứng Magnus tăng khi vận tốc giảm, bạn nhận thấy đường cong trong quả bóng diễn ra nhanh hơn nhiều khi quả bóng bắt đầu quay xuống mặt đất. Đường cong trên quả bóng ngày càng khó hơn trong suốt chuyến bay, đánh lừa thủ môn và các cầu thủ phòng ngự khác gần đó theo dõi chính xác khi nó di chuyển xuống. Nếu bạn áp dụng đúng lực, đảm bảo bóng sẽ đi thẳng vào lưới, bạn sẽ tạo ra một cú đá phạt dường như có một cuộc sống và tâm trí của riêng nó.

Kìa một trong những trường hợp nổi tiếng nhất của hiệu ứng Magnus, trong cầu thủ người Brazil, Carlos Carlos, 1997 đá phạt trực tiếp với Pháp.

Nó không dễ để làm chủ một cái gì đó như thế này, nhưng kết quả có thể cực kỳ tuyệt đẹp - và thách thức vật lý một cách lố bịch - trong một cú đá phạt.