Știința din spatele mingii de la Campionatul Mondial din Qatar. O echipă de profesori din Japonia le testează înainte de competiție
Adaugă-ne ca sursă preferată în Google
Urmărește Libertatea in Google Discover
Jucătorii de la Cupa Mondială din Qatar folosesc, ca la fiecare ediție a campionatului, o nouă minge de fotbal. Aceasta este creată, mereu, cu multă atenție la detalii, ca să-și păstreze proprietățile aerodinamice, pentru un joc fără cusur. Profesorul de fizică John Eric Goff, de la Universitatea din Lynchburg, SUA, a analizat noua minge a Cupei Mondiale, într-un articol pentru The Conversation.
Cuprins:
Între șuturi la poartă, lovituri libere și pase lungi, multe momente importante ale jocului de fotbal au loc când mingea este în aer. Așadar, una dintre cele mai importante caracteristici ale unei mingi de fotbal este modul în care se deplasează prin aer, scrie Goff.
Adidas, creatorul mingilor pentru Cupa Mondială din 1970
Firma Adidas a furnizat mingile pentru Cupele Mondiale, începând cu 1970. Până în 2022, toate mingile au fost realizate cu modelul emblematic de 32 de panouri: 20 de panouri hexagonale și 12 pentagonale, toate realizate din piele și cusute între ele.
O nouă etapă a fost deschisă de Campionatul Mondial din 2006, care a avut loc în Germania. Atunci, mingea denumită Teamgeist, a fost realizată din 14 panouri netede, din material sintetic, care erau lipite termic între ele în loc să fie cusute. Sigiliul mai puternic a reușit să prevină ca apa să intre în interiorul mingii în zilele ploioase.
Realizarea unei mingi din materiale noi, cu tehnici noi și cu un număr mai mic de panouri a schimbat modul în care aceasta zboară prin aer. La ultimele trei Campionate Mondiale, Adidas a încercat să echilibreze numărul panourilor, proprietățile cusăturilor dintre ele și textura suprafeței, pentru a crea mingi cu aerodinamica potrivită.
Jabulani, din 2010, o minge controversată
În 2010, la Campionatul Mondial din Africa de Sud, mingea Jabulani a avut opt panouri texturate, pentru a compensa pentru cusăturile mai mici și pentru numărul mai mic de panouri. În ciuda eforturilor depuse de Adidas, mingea Jabulani a fost controversată. Mulți jucători s-au plâns că a încetinit brusc.
Când Goff a analizat-o într-un tunel aerodinamic, a descoperit că Jabulani era prea netedă per ansamblu și, astfel, avea un coeficient de rezistență mai mare decât mingea Teamgeist din 2006.
Mingile de la Campionatele din Brazilia (2014) - Brazuca - și din Rusia (2018) - Telstar 18 - au avut amândouă șase panouri neregulate. Deși au avut texturi de suprafață ușor diferite, aveau în general aceeași rigiditate și, prin urmare, proprietăți aerodinamice similare. Jucătorii s-au declarat mulțumiți de Brazuca și Telstar 18, însă unii s-au plâns de tendința mingii din Rusia de a sări cu ușurință.
Analiza mingii Al Rihla de la Campionatul din Qatar
Mingea cu care se joacă la Campionatul Mondial de Fotbal din Qatar se numește Al Rihla. Este realizată din cerneluri și cleiuri pe bază de apă și conține 20 de panouri. Opt dintre ele sunt triunghiuri mici, cu laturile aproape egale, iar 12 sunt mai mari și au forma unui con de înghețată.
În loc să folosească texturi în relief pentru a crește rigiditatea suprafeței, ca în cazul mingilor anterioare, Adidas a ales ca Al Rihla să fie acoperită cu niște mici gropițe care îi conferă suprafeței o senzație destul de netedă, în comparație cu predecesoarele sale. Pentru a compensa senzația aceasta, cusăturile mingii sunt mai largi și mai adânci.
Toate mingile din ultimele campionate mondiale de fotbal au fost testate de profesorii japonezi de la Universitatea din Tsukuba.
Coeficienții unui șut
În timp ce mingea se mișcă prin aer, un strat subțire de aer imobil - numit strat-limită - înconjoară o parte a mingii. La viteze mici, acest strat va acoperi doar jumătatea din față a mingii, înainte ca aerul care curge să se desprindă de suprafață. În acest caz, traseul aerului din spatele mingii este oarecum regulat și se numește flux de aer laminar. Când mingea se mișcă rapid, stratul-limită înconjoară mingea mai mult. Când fluxul de aer se separă, în final, de suprafața mingii, asta se întâmplă într-o serie de vârtejuri haotice. Acest proces se numește flux turbulent.
Atunci când calculează câtă forță aplică aerul în mișcare asupra unui obiect în mișcare - adică rezistența -, fizicienii folosesc coeficientul de rezistență. Pentru o anumită viteză, cu cât coeficientul de rezistență e mai mare, cu atât mai multă rezistență simte obiectul respectiv.
Coeficientul de rezistență al unei mingi de fotbal este de aproximativ 2,5 ori mai mare pentru fluxul laminar decât pentru fluxul turbulent.
Faptul că mingile mai tari resimt mai puțină rezistență e motivul pentru care mingile de golf cu gropițe zboară mai departe decât cele netede.
Pentru o minge de fotbal bună, viteza la care fluxul de aer trece de la turbulent la laminar este esențială. Asta pentru că atunci când are loc această tranziție, mingea începe să încetinească puternic. Dacă fluxul laminar începe la o viteză mare, mingea începe să încetinească mult mai rapid decât o minge care menține fluxul turbulent o perioadă mai lungă.
Când fluxul de aer face tranziția de la turbulent la laminar, coeficientul de rezistență crește rapid. Dacă asta se întâmplă când mingea e în zbor, atunci va încetini abrupt.
Majoritatea mingilor testate au făcut această tranziție la aproximativ 58 km/h. Jabulani a avut cel mai mic scor - cu o viteză de tranziție de aproximativ 82 km/h. Având în vedere că majoritatea loviturilor libere încep cu o viteză de peste 97 km/h, este de înțeles că jucătorii au simțit că Jabulani a fost lentă și impredictibilă. Al Rihla are caracteristici aerodinamice similare cu celelalte două predecesoare.
