«

»

Jun 27 2012

La pînza de păianjen a traiectoriei, sau cum se joacă fotbalul

OK, recunosc, nu chiar pe gazon, ci în fața unui televizor, cu o bere între T.U. și TV. Și tot uitîndu-se el la șuturile mai mult sau mai puțin pe poartă ale jucătorilor, s-a gîndit că n-ar fi rău să vă explice cum se amestecă fotbalul cu aviația și cu artileria. Desigur, prin intermediul fizicii.

Poate v-ați întrebat, cu mirare, „Cum naiba trimitea Hagi șuturile alea așa curbate de se opreau fix în vinclu, iar portarul pleca spre cealaltă tușă?“. Păi, simplu: piciorul lui ajunsese să știe, după suficiente șuturi, destul de multă fizică. Și anume, aerodinamică.

De fapt, totul are de-a face cu felul (și locul) în care este lovită mingea. Pentru că punctul de impact al piciorului cu mingea determină modul în care ea se va învîrti. Dacă o lovim fix în centru și direct (precum un tac de biliard), mingea o să meargă fix înainte. Pe de altă parte, se întîmplă lucruri minunate dacă mingea este lovită puțin mai excentric (nu în sensul de a o lovi cu o gheată de aur, deși, figurat vorbind, se mai întîmplă; nu, excentric, aici, înseamnă, ca în figura 1, în afara axei formate din centrul mingii și direcția de mișcare a piciorului). Mai precis, orice astfel de lovitură va însemna nu doar un impuls transferat mingii: există acolo și un moment al forței care duce la imprimarea unei mișcări de rotație. Ei bine, tocmai această mișcare de rotație va face ca mingea să se ducă unde nici cu gîndul nu gîndești.

Din cauza unei chestii foarte simple, care se numește principiul lui Bernoulli. Ca să nu îl înjurați prea tare, T.U. o să-l explice simplu: greutatea aerului provoacă o presiune. Viteza aerului, la fel. Ei bine, nea Bernoulli a spus, acum vreo 250 de ani, că suma acelor presiuni e constantă. De fapt, este Legea conservării energiei îmbrăcată în haine de dinamica fluidelor.

Așaaa, și să ne uităm la o minge de fotbal care se și învîrte în timp ce zboară (figura 2): în partea în care marginea mingii se învîrte în sensul curgerii aerului pe lîngă ea (de fapt, mingea se mișcă față de aer, dar noi vorbim din punctul de vedere al centrului ei), viteza relativă a aerului e mai mare, deci presiunea statică (dată de greutate) e mai mică. Pe de altă parte, mai precis cealaltă parte a mingii, presiunea statică e mai mare, pentru că, relativ, aerul se mișcă mai încet față de centrul mingii. Diferența între cele două presiuni duce la apariția unei forțe care va modifica traiectoria mingii, obligînd-o să ia „un efect“ în sensul de rotație.

Trivial, nu? Tot ce vă rămîne de făcut este să treceți la practică! Legătura cu aviația? În același fel se creează forța portantă, cea care ține în aer avionul cu care nu s-a dus echipa României la Euro ’12. Și artileria? Ei bine, dincolo de tunurile unora precum Ronaldo, efectul de mai sus a fost analizat și descris de către fizicianul german Heinrich Gustav Magnus în 1853, pe cînd studia dinamica ghiulelelor de tun, drept care se cheamă astăzi „efectul Magnus“.

Deși unii spun că tot dracul’cela de Newton l-a descris și explicat, cu 180 de ani mai devreme. Oricum ar fi, la ora la care scriu aceste rînduri, nu-mi rămîne decît să închei cu tradiționalul „Pe cînd ei învățau efectul Magnus, noi ne băteam cu turcii“.

11 comments

1 ping

Skip to comment form

  1. dominic

    Oare a calculat cineva ce viteza de rotatie trebuie imprimata mingii astfel incat, in loc de un gol spectaculos, sa obtinem un autogol (o traiectorie semicirculara, adica…)?

  2. catalin

    Presiunea e perpendiculara pe directie? Oricum nu m-am prins de ce viteza relativa a aerului e mai mare intr-o parte. Da, se misca si mingea, dar viteza aerului nu ramine la fel?

    Poate era mai interesant daca luai ca exemplu nu mingea, ci un glont de calibrul 38. Si ala se pare ca se duce oriunde, si nu drept inainte.

  3. Tata Uraniu

    Am ceva probleme, nu mă mai anunță blogul cînd postează cineva cîte un comentariu. Mă lămuresc io și cu asta, da’ pînă atunci, Cătăline, sar peste traieectoria glonțului, că discuția e lungă și complicată. Dar, întorcîndu-ne la minge, gîndește-te la o aripă de avion, la care forța de portanță pe perpendiculară pe direcție. Gîndește-te că viteza relativă a aerului e față de suprafața mingii, care e în mișcare. Dacă mingea nu s-ar roti, viteza relativă a aerului față de suprafața mingii ar fi aceeași pe ambele părți.
    @dominic: dacă înlocuim mingea cu un bumerang, se rezolvă problema!:)

  4. doru

    Si ca mingea sa nu se tot duca mai vine si G-ul, de-o trage catre pamant. Da probabil ca geniu fotbalistic sta in a ignora toate astea…

    1. Tata Uraniu

      :)) exact, legile sînt legi doar pentru unii.

  5. catalin

    Tata, am o intrebare serioasa.

    Vreau sa ud niste flori pentru o perioada mai lunga fara asistenta umana. M-am gindit sa pun un pahar de apa ceva mai sus de ele, iar din pahar sa pun citeva fire de sfoara pe care sa le ingrop in ghiveciul florilor. Ce zici, merge sau visez? Si daca merge, din ce material sa fie facute firele? Bumbac, cinepa?

    1. Cristi

      Merge ca principiu, adica picura apa dar nu merge practic, pentru ca in maxim 24 de ore se consuma toata apa din pahar. Cu lana merge cel mai bine.

  6. Irina

    Dupa aceasta binevenita explicatie care ne-a readus neuronii la o aceeasi masa (multumiri! :roll: ), cred ca dna Simona va avea nevoie de ceva timp de gandire pentru a se decide carei echipe sa va dea (ca “vanda” suna prea trivial). Dar sa postatzi si din cantonamente, T. U., plssss!!! Hai Romania! :D

  7. c.r.

    Apropo de paianjeni, ati putea detAlia intr un articol cum isi formeaza paianjenul panza si, mai ales de ce de fiecare data aceeasi forma? Multumesc. Astept cj nerabdare o explicatie mai ales ptr forma ca ptr restu am mai gasit info.

    1. Tata Uraniu

      uite cum fac: http://animals.howstuffworks.com/arachnids/spider5.htm
      Din cum fac reiese forma. Acum, o fac aşa probabil după milioane de ani de evoluţie, din care a ieşit tehnica asta ca fiind cea mai eficientă. cred. da’ mai caut.

      1. c.r.

        multumesc

  1. De ce iubesc fotbalul | Bogdan Jianu

    […] Pentru ca fotbalul inseamna fizica. Fizica mingii, cum se comporta in aer, cum isi schimba traiectoria. […]

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

:D :-) :( :o 8O :? 8) :lol: :x :P :oops: :cry: :evil: :twisted: :roll: :wink: :!: :?: :idea: :arrow: :| :mrgreen: