Εμφανιζόμενη ανάρτηση

ΦΟΡΗΤΗ ΜΑΘΗΣΗ στη Β'ΘΜΙΑ ΕΚΠ/ΣΗ: Η αρχή

Η φορητή μάθηση, ή μάθηση μέσω προσωπικών ηλεκτρονικών συσκευών (m-learning), εξαπλώνεται με μάλλον αργούς ρυθμούς διεθνώς, συγ...

Τρίτη, 3 Ιουλίου 2018

Βραζιλιάνικη Φυσική: Πώς η "θεά" μπάλα παίρνει φάλτσα;



Μια ιστορική εκτέλεση φάουλ
Πριν από 21 χρόνια, στις 3 Ιουνίου 1997, ο Βραζιλιάνος ποδοσφαιριστής Ρομπέρτο Κάρλος έγραψε ιστορία στον αγώνα μεταξύ Γαλλίας – Βραζιλίας με την καλύτερη στην ιστορία απευθείας εκτέλεση φάουλ.

Ο Βραζιλιάνος επιθετικός λάκτισε τη μπάλα από απόσταση 35 μέτρων, δίνοντάς της εσωτερικά φάλτσα και αυτή κατέληξε στα δίχτυα διαγράφοντας τόση καμπύλη τροχιά, που όχι μόνο άφησε άναυδο τον σπουδαίο Γάλλο τερματοφύλακα Μπαρτέζ, αλλά υποχρέωσε και έναν φωτογράφο που βρισκόταν δίπλα από την εστία να σκύψει νομίζοντας ότι η μπάλα θα τον χτυπήσει.

Η φυσική του φάλτσου
Το φαινόμενο Μάγκνους δίνει την ερμηνεία της καμπύλης πορείας της μπάλας, την οποία θα προσπαθήσουμε να μελετήσουμε με ένα απλό σενάριο:

Έστω ότι ένας ποδοσφαιριστής κλωτσάει τη μπάλα προς τα εμπρός, με τέτοιο τρόπο ώστε η μπάλα να αρχίσει να περιστρέφεται αντίθετα με τους δείκτες του ρολογιού. Η περίπτωση απεικονίζεται στην εικόνα 1, όπου οι καμπύλες γραμμές αναπαριστούν τη ροή του αέρα, που προφανώς είναι κόντρα στην πορεία της μπάλας. (εικόνα 1).


Εικόνα 1.

Τα γεγονότα που συμβαίνουν είναι τα ακόλουθα:

- Η περιστροφή της μπάλας επιβραδύνει τη ροή των σωματιδίων του αέρα στα δεξιά της (αφού κινούνται αντίθετα στην περιστροφή της), ενώ τα επιταχύνει στα αριστερά της (αφού τα σωματίδια κινούνται με την ίδια φορά που έχει η περιστροφή της).

- Ως αποτέλεσμα αυτής της επιβράδυνσης και επιτάχυνσης, είναι η πίεση στα δεξιά της να είναι υψηλότερη από την πίεση του αέρα στα αριστερά της. Λόγω της διαφοράς πίεσης, ασκείται δύναμη F στη μπάλα προς τα αριστερά.

- Η μπάλα λοιπόν, αρχικά κινείται προς τα εμπρός, όμως καθώς της ασκείται κάθετη δύναμη προς τα αριστερά, επιταχύνει αλλάζοντας ολοένα και περισσότερο πορεία ακολουθώντας καμπύλη τροχιά προς τα αριστερά (τα γνωστά φάλτσα).

Ο Βραζιλιάνος το παράκανε
Ωστόσο, η αλήθεια είναι ότι στην περίπτωση του φάουλ του Ρομπέρτο Κάρλος, τα φάλτσα της μπάλας ήταν τόσα πολλά που ακόμη και η επιστήμη… σήκωσε τα χέρια ψηλά, καθώς η πορεία της μπάλας παρέκκλινε αρκετά σημαντικά από την προβλεπόμενη με βάση τους τύπους υπολογισμού. Μάλιστα, υπολογίστηκε ότι αν δεν υπήρχε βαρύτητα ώστε η μπάλα να πέσει στο έδαφος, ούτε εμπόδιο ώστε να σταματήσει την πορεία της, αυτή θα διέγραφε σπειροειδή τροχιά (εικόνα 2).
Εικόνα 2

  Στο παρακάτω βίντεο, η εκτέλεση του φάουλ του Ρομπέρτο Κάρλος:


Κι εδώ η εξήγηση, με επιπλέον στοιχεία, από το TED-ed:


Μανόλης Κουσλόγλου