Fotbal a věda I  
Do služeb profesionálního fotbalu vstoupila špičková věda. Mistrovské kousky hvězd typu Backhama, Ronaldinha nebo Nedvěda převádějí fyzikové do strohé řeči čísel a rovnic. Pomáhají tak pochopit fanouškům, trenérům ale i samotným hráčům, co se vlastně na hřišti odehrává.

 

Tajemství „banánové střely“

Fyzik a chemik Heinrich Gustav Magnus (1802 – 1870), Doktorát získal na Berlínské Universitě. Zjistil na kolik ovlivní rychlost, rotace a vzduch dráhu dělostřeleckých střel.

Větrný tunel, vysokorychlostní kamery a špičková počítačová simulace pomohla britským fyzikům z university v Sheffieldu odhalit tajemství „banánových střel“. Do historie fotbalu vstoupil „banánový kop“ například v podání Roberta Carlose při zápase brazilské reprezentace s týmem Francie v roce 1997.  Brazilský hráč vystřelil z dobrých třiceti metrů. Francouzský reprezentační brankář Fabien Barthez zůstal v klidu.


 

 

Zvětšit obrázek
Částice, které lpí na povrchu jsou unášeny ve směru jeho pohybu. V místě A se setkávají se vzduchem, proudícím proti nim, tím vznika zhuštění. V místě B nastane zředění. Výsledkem je magnusova síla (FM).

Míč mířil nejméně metr vedle branky. Stejnému dojmu propadl i podavač míčů, který krčil vedle branky v obavě, že ho prudká střela strefí. Jenže pak se míč náhle stočil doleva. Skrčeného chlapce ani v nejmenším neohrozil a k Barthesovu zděšení skončil v síti.

Brazilští fanoušci mohli zbořit stadion.

 


Britští vědci došli k závěru, že „banánové střely“, při kterých se míč nejprve pohybuje víceméně rovně a teprve v druhé části své trajektorie se prudce stočí, jsou výsledkem působení tzv. Magnusova efektu popsaného poprvé už v 19. století německým fyzikem Gustavem Magnusem. Dráhu letícího tělesa ovlivňují tři základní veličiny- rychlost letu tělesa, jeho rotace a odpor, který tělesu klade okolní vzduch.

 


Magnus zkoumal, nakolik tyto vlivy  ovlivní dráhu dělostřeleckého granátu. Britští fyzikové zjistili, že stejné zákonitosti určují i dráhu míče při „banánových“ kopech. Hráč udělí při kopu míči vysokou rotaci a ten se otočí se kolem osy desetkrát za sekundu.

Zvětšit obrázek
Pavel Nedvěd patří k mistrům, kteří to s magnusůvým efektem umí.

Zpočátku letí více než stokilometrovou rychlostí. Vzduch kolem míče víří tak divoce, že se rotace neprojeví a míč letí rovně. Rychlost míče ale rychle klesá a při čtyřiceti kilometrech se proudění vzduchu kolem něj urovná. Okamžik „urovnání“ vzdušných vírů do značné míry ovlivňuje povrch a materiál, z kterého je míč vyroben. Při nižší rychlosti a „hladkém“ proudění vzduchu  se projeví rotace míče.

 


Na jedné straně se míč točí ve směru svého letu a na druhé straně proti směru letu. Vzduch obtéká povrch míče z každé strany jinou rychlostí, a proto na něj působí z každé strany i jiný tlak. Vzniká tzv. Magnusova síly, která tlačí na míč ze strany a silně zakřiví jeho dráhu. Rotaci míče při kopu určuje nejen úhel, pod kterým hráč do míče kopne. V suchém vzduchu rotuje míč více než ve vlhkém. Mokrý míč rotuje méně než suchý.

 

Datum: 09.06.2006 06:04
Tisk článku

Sto důležitých věcí o sportu, které nevíte - Barrow John D.
 
 
cena původní: 350 Kč
cena: 308 Kč
Sto důležitých věcí o sportu, které nevíte
Barrow John D.
Související články:

Po vypnutí jednoho genu se můžete přecpávat dle libosti     Autor: Stanislav Mihulka (09.12.2018)
Vývoj rychlosti lidského sprintu     Autor: Vladimír Socha (20.07.2018)
Velká výročí atletických světových rekordů     Autor: Vladimír Socha (21.06.2018)
Je Usain Bolt skutečně nejrychlejší?     Autor: Vladimír Socha (09.12.2016)
Výročí dalekých hodů     Autor: Vladimír Socha (23.06.2016)



Diskuze:

počkejte, ještě já...! :-))

Tinny,2006-06-12 08:25:44

k 3. proudu... no, setkáváme se s ním všichni dost často, stačí vzpomenout zajímavosti (nebo i nepravdy) vymyšlené v některých TV pořadech a zpravodajstvích ;-) A Oslu se to stává jen zcela vyjímečně. Naštěstí.

k 1. proudu - nemám rád takové to suché profesorské podání nacpané odbornými cizojazyčnými frázemi atd..

k 2. proudu - nemám moc rád bulvární popularizaci. Takové ty laciné sraničky, jízlivosti, sarkasmus, sedlácká mluva, podsouvání vlastních závěrů, dělání umělé sentzace atd... Svůj názor nikomu nenutím, jestli se vám to líbí, pište tak dál, nemám v úmyslu do vám toho mluvit. Berte to jen jako názor někoho z davu.

k článku - fascinovalo mě, že na to teď přišli britští vědci.. nedostanou nobelovku? :-)) Jak už psal někdo v této diskusi dříve, je to dávno známo, vysvětleno a spočítáno. Jinak praktickou zkušenost (tj. byli si jevu vědomi) s tím měli třeba i středověcí dělostřelci a střelmistři...

Odpovědět

Treti proud

tom,2006-06-12 02:53:54

Jeste existuje treti proud. Jsou to spatne preklady cizojazycnych originalu. Pokud je pisou zrucni novinari tak jsou velmi ctive a jejich obsahova kvalita je tezko odhalitelna. Nekdy ma clovek dojem ze tento proud je daleko nejpocetnejsi.

Odpovědět

video

Bobo,2006-06-09 21:19:14

zde můžete najít záznam této střely/>
http://www.youtube.com/results?search=roberto+carlos+france&search_type=search_videos

Odpovědět

Jednotky

edison,2006-06-09 20:30:46

Používat km/h pro určování rychlosti míče je krajně nepraktické. Čtenáře bude nejspíš podstatně víc zajímat, za kolik sekund míč doletí k brance, než zda by za hodinu doletěl z Prahy do Poděbrad, Kutné hory, nebo snad až do Brna... Prostě m/s jsou snadno představitelné, neb si člověk může dobře představit děj trvající sekundu i vzdálenosti v řádu metrů, jako by se to celé odehrávalo přímo před ním. Obdobné je to i s kosmickými rychlostmi, představit si pohled z kopečku do krajiny, nad kterou proletí raketa několika km/s je celekm snadné, tisíce km/h vyvolávají pouze konstatování "je to hodně". km/h se hodí k cestování, jinde jsou jen matoucí.

Odpovědět

Text mi připadá

kritik,2006-06-09 14:25:38

jako nepříliš kvalitní překlad článku v bulvárním plátku. Např. místo "větrný tunel" by mělo být aerodynamický tunel, "Magnusova síla" se také nenazývá jinak než vztlak už mnoho let a údiv britských vědců v roce 1997 by byl asi řádně ochlazen, kdyby si přečetli např. českého Leteckého průvodce II z roku 1939. Vzduch "nevíří divoce" ale turbulentně obtéká. "Hladké proudění" by se snad mohlo nazvat laminárním. Obtékání koule a válce je jedním ze základních typů proudění zkoumaných v aerodynamice. Magnusova jevu využívá celá řada míčových her. Teoreticky je zdůvodněn Kutta-Žukovského vztahem pro vztlak F=b*ro*Gama*v, kde b je výška válce, ro je hustota vzduchu, Gama je cirkulace vektoru rychlosti na povrchu válce (dá se vypočítat z jeho poloměru a úhlové rychlosti rotace) a v je rychlost nabíhajícího proudu vzduchu. Vztlak je kolmý na nabíhající proud a vztah je odvozen pro nevazké dvourozměrové potenciální proudění. Je možné provést přepočet pro kouli a např. pro golfový míč letící rychlostí 150km/h s rotací 50ot/s (údaje z encyklopedie) vychází vztlak asi 5N (tíha míčku je zhruba 0,5N). Skutečné proudění kolem míče je ale vazké, vířivé a trojrozměrové, což má za následek podstatné snížení hodnoty vztlaku. Žukovský odvodil svůj vztah, který se stal jedním ze základů teoretické aerodynamiky, v roce 1903.

Odpovědět


Text mi nepřipadá

Laik,2006-06-10 03:05:33

Ježiši, Ty jsi tak chytrý. Každopádně jsem porozuměl výše uvedenému článku (než Tvé plejádě odborných výrazů). A myslím, že i většina laiků, pro které je tento server určen

Odpovědět


popularizace

jarda petr,2006-06-10 04:34:40

V současné době zaznamenávám v "pop-science" dva proudy. První je poměrně strikní a vědecky naprosto korektní. Nelze mu po odborné stránce nic vytknout. Bohužel, je mnohem méně čtivý než produkty druhého proudu, který jeho kritici (obvykle vyznavači prvního proudu)označují jako "vědecký bulvár". Tyto články jsou často hodnoceny jako "nekorektní", "nepřesné". Většinou nebývají hodnoceny jako "zavádějící" nebo "mylné" - i když i to se někdy stává.
Vědci by na první pohled měli mít zájem v publikování co nejvíce článků "a la první proud". Vždyť co si přát více, než aby byla veřejnost dokonale informována? Myslím, že je to cesta do pekel. Pokud budeme psát v ryze "prvním proudu", nebude o vědě za chvíli číst nikdo kromě vědců samotných. A to se jaksi mine účinkem. Proč by měl třeba pan Koten psát o objevech v astronomii tak, aby si to vychutnali astronomové? Ti si to přečtou - a vychutnají - v originále. Proto si vážím každého popularizátora, který napíše článek tak, že si ho se zájmem přečte i člověk z úplně cizí branže. Například když se povede, že si počítačový programátor přečte s gustem něco z molekulární genetiky, mé srdce "bulvárního popularizátora" plesá.
Jestli máme i nadále vysvětlovat laikům, co věda dělá za jejich daně a že je důležité, aby na ni z daní dál přispívali, musíme podle mého názoru volit formy, které jsou pro stravitelné pro co nejširší okruh daňových poptalníků. Vidím kolem sebe naštěstí hodně mladých pupularizátorů, kterým nařčení z "vědeckého bulváru" nevadí. Naopak, mám pocit, že jsou na ně tak trochu hrdí. Obdivuji, jak si dovedou dělat legraci nejen ze svých "skalně-vědeckých" odpůrců, ale i z vědy a sebe samých.
Všem fyzikůma fotbalistům se omlouvám. Pro ně tento článek - a články následující - určen nebyl, protože oni tohle všechno dávno vědí. Ale jestli se tím pobaví a něco málo dozví člověk, který fotbal nehraje a fyzikou se hlouběji nezabývá, budu rád.

Odpovědět


Co se durdite?

Kurt,2006-06-13 13:44:40

Naprosto nechapu rozhorcene reakce nekterych ctenaru.
Proc se proboha durdite? Myslim si, ze kdo se tu ohrazuje oproti lidske mluve a ohani se jakousi nepresnosti naprosto nepochopil nejenom tenhle server ale nepochopil ani svet ve kterem zije. To jsou ti typicky "vedci" schovani ve svych laboratorich - lidi pro ktere ma anglictina krasne slovo "geek", lidi k smichu. Popularizace vedy je uplne stejne dulezita jako veda samotna. Kazdy clovek ktery zije nohama na zemi a ne v oblacich vam rekne, ze prodat je mnohdy tezsi nez vyrobit. Rad bych se zeptal, co tihle kritici kdy vymysleli? Naopak vetsina opravdovych kapacit z vedeckeho sveta je znama tim, ze dovede svou problematiku vysvetlit takrka v terminologii 8leteho ditete. Klobouk dolu pred takovym talentem!

Clanek se mi rozhodne libi a jen vic a houst vedeckeho bulvaru!

Odpovědět

Dokonce se dělaly

Erix,2006-06-09 06:07:45

draky založené na tomto principu, s rotujícím křídlem podle podélné osy křídla, ale už si to přesně nepamatuju.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace