Штрафные и угловые удары, в которых футболисту удается пустить мяч не по прямой, а по закрученной траектории, всегда привлекают внимание болельщиков, заставляя восхищаться мастерством игрока. Чего стоит один из самых эффектных голов в истории футбола, забитый в 1997 году бразильцем в матче против французов.

Тогда будущий игрок и директор махачкалинского «Анжи» и попал в ворота, хотя вратарь даже не сдвинулся с места.

Многие болельщики посчитали, что удар противоречил законам физики и попадание произошло случайно.

Ученым известно, что ключевым параметром, который отвечает за управляемость мяча, является гладкость его поверхности. Мяч «Джабулани», дизайн которого был разработан компанией Adidas к чемпионату мира 2010 года, был гладким. Грани нового мяча «Бразука», которым играют на мундиале-2014, более чем наполовину длиннее, что делает поверхность менее гладкой и полет более предсказуемым.

«В другую сторону» — дословно означает то,

что абсолютно гладкий и негладкий мячи, закрученные с одинаковой скоростью, будут отклоняться в разные стороны.

Дело тут не в случайности, а в эффекте Магнуса, который первым описал еще , наблюдавший за полетом теннисного мяча.

Этот эффект связан с тем, что разные стороны вращающегося в набегающем потоке воздуха мяча обдуваются с разными скоростями. Однако именно неровность его поверхности определяет то, в какую сторону будет закручиваться траектория мяча. Именно этому фактору посвящено исследование «Аэродинамика прекрасной игры».

«Эффект Магнуса может менять свой знак. Обычно люди не воспринимают этот факт», — говорит автор статьи.

Причина кроется в том, как вращающийся мяч увлекает воздух в так называемом пограничном слое. Чем грубее поверхность мяча, тем легче создать классический эффект Магнуса и отклонить закрученный против часовой стрелки мяч влево. «Пограничный слой может быть ламинарным (без перемешивания), когда течение воздуха плавное, или турбулентным, когда образуются вихри. Переход между режимами зависит от того, как быстро закручен мяч. А то, где этот переход случается, зависит от грубости поверхности, от того, как сшит мяч. Если вы поменяете узор секций, распределение давления изменится», — пояснил Буш.

То, что обратный эффект Магнуса почти не наблюдается в футболе, связано с тем, что мячи никогда не делают абсолютно гладкими. И если в таких видах спорта, как крикет и бейсбол, форма мяча строго регламентирована, дизайн футбольных мячей постоянно эволюционирует.

Еще один интересный эффект, разобранный в статье Буша, возникает, когда футболист запускает мяч с минимальным вращением. В этом случае мяч может лететь, покачиваясь влево-вправо. У бразильцев, играющих в футбол с младенчества, это называют pombo sem asa, или «голубь без крыльев».

Такое движение мяча, утверждает Буш, возникает из-за того, что смена режима обтекания в пограничном слое с обеих сторон мяча постоянно происходит в разных точках. «Мяч движется сообразно распределению давления, которое постоянно меняется», — говорит исследователь. Так летел мяч, запущенный в позапрошлую субботу итальянцем в матче против англичан. Его удар смутил вратаря, но мяч ударился о перекладину.

09.08.2013 12:26 61 (11672)

Лидеры ВК «Автодор-Метар» Анастасия Ануфриенко и Инна Фомина
Две красавицы волейболистки «Автодора-Метар» своим примером доказывают, что женские лица у команды - привлекательные и симпатичные, фигуры - стройные и сексуальные, а внутренний мир - духовно богат
и разносторонен. Анастасия Ануфриенко и Инна Фомина живут волейболом, вышивают крестиком, умеют готовить борщ и верят в то, что их команда вернется в суперлигу.

Анастасия Ануфриенко Связующее звено молодой команды

Состав ВК «Автодора-Метар» существенно обновился. Из прошлогоднего состава в нем остались четыре волейболистки. Одна из них - Анастасия Ануфриенко, связующий игрок - тот, от которого во многом зависят атакующие действия команды. Человек-дирижер на площадке, который и в жизни всегда стремится быть первым.

Настя, команда вышла из отпуска 1 июля. Как сейчас настроение? Тяжело втягиваться в новый сезон и выдерживать физические нагрузки?
- Настроение замечательное, за время отпуска успела соскучиться по волейболу. У нас появился новый тренер. Очень хороший. Если не ошибаюсь, он выводил в суперлигу команду из Красноярска, работал успешно в Улан-Удэ. И сейчас перед нами стоят высокие задачи. Есть цель - выйти в суперлигу. Думаю, занять первое-второе место нам вполне по силам.

Однако состав команды сильно изменился. Сложно будет в сжатые сроки найти взаимопонимание на площадке?
- Все зависит от нас самих. Да, у нас из прошлого состава остались только четыре девочки, пришло много молодежи. Но в высшей лиге все команды примерно равны по классу, нет явных фаворитов. Думаю, многое будет зависеть от того, как мы начнем чемпионат, как быстро успеем сыграться.

А в бытовом плане с новичками команды уже успели сдружиться?
- Да, конечно! С этим проблем нет. Побывали на сборах в Курганово Свердловской области, там познакомились, нашли общий язык.

В хоккее есть так называемый обряд посвящения в новички. У вас в волейболе нечто подобное есть?
- Нет, у нас не принято прикалываться над новыми игроками и придумывать для них какие-то обряды. А зачем?

Лично тебе сложно воспринимать изменения в составе? Только успеешь привыкнуть к партнерам по команде, сдружиться с ними, а они уходят, на их места приходят другие?
- У нас в волейболе переходы игроков происходят часто. С этим ничего не поделаешь. Но не думаю, что это такая большая проблема. Уверена, мы быстро найдем общий язык. А в игровом плане пока сложно что-то говорить. Мы еще не играли, только тренируемся. Время покажет, насколько быстро мы найдем командное взаимопонимание.

Но сама ты как думаешь - команда стала сильнее или слабее по сравнению с прошлым сезоном?
- Сложно сказать, мне кажется, состав усилился. Приехали и несколько взрослых девушек, с опытом игры на высоком уровне. По крайней мере, слабее мы точно не стали. Шансы вернуться в суперлигу у нас есть.

От волейбола не устаешь? Бывают периоды, когда хочется все бросить и заниматься чем-то другим?
- Я с 13 лет уже в волейболе, сначала занималась гимнастикой, но там потянула ногу, перестала заниматься. Пришла в школу по волейболу, понравилось и теперь уже не могу представить себя вне волейбола. Конечно, иногда и устаю от него. Но это моя жизнь, мое любимое дело. И не хочу из волейбола уходить.

На хобби и увлечения время остается?
- Нет, волейбол и есть мое хобби и увлечение. В поездках могу книжку почитать. Если есть свободное время, могу крестиком вышивать картинки всякие (улыбается).

А что тебе дал волейбол в физическом и психологическом плане?
- Как и весь спорт, он дисциплинирует, делает ответственным. Нравится образ жизни. А еще ноги сильные и накачанные. И фигуры у волейболисток, как вы могли заметить, красивые (смеется). Конечно же, еще и здоровье дает.

Инна Фомина Возвращение домой

Воспитанница челябинской школы волейбола вынуждена была покинуть родной город и в 17-летнем возрасте искать себе новое место работы. Спустя семь лет она вернулась. В «Автодоре-Метар» она теперь одна из самых опытных. И, возможно, вокруг нее будет формироваться костяк команды, от ее игры во многом будет зависеть то, удастся ли клубу выполнить поставленные на сезон задачи.

Инна, где же ты была эти семь лет?
- Выступала за команду из Нижнего Новгорода.

А как там оказались? Почему покинула Челябинск?
- Я начинала играть в волейбольной школе «Юность-Метар», затем меня подключили к играм за вторую команду «Автодора-Метар». Но в связи с финансовыми проблемами руководство клуба вынуждено было ее закрыть, оставили только главную команду. Фарм-клуб распустили, пришлось искать новое место работы. Так я и оказалась в Нижнем Новгороде.

В «Автодор-Метар» тогда сложно было пробиться? Кто из игроков того времени запомнился больше всего?
- Я уехала в 2006 году, в Челябинске тогда хорошая команда сформировалась. Лично мне нравилось то, как играет Екатерина Маргацкая. Она одинаково успешно играла и в четвертой зоне, и выполняя функции диагональной.

А твое какое амплуа?
- Раньше была диагональной, сейчас больше в четвертой зоне играю.

Кто из девушек твоего года выпуска пошел дальше и вышел на высокий уровень?
- Мы с Женей Старцевой в одном классе учились. Как вы знаете, сейчас она выступает в сборной России, принимала участие в Олимпийских играх. Еще Мария Плахтий (она вышла замуж и сменила фамилию на Микеладзе - Авт.) была, она, кстати, в этом сезоне за «Автодор-Метар» будет выступать. Были и другие девочки, которые ныне играют в командах суперлиги и высшей лиги «А».

А Евгения Старцева уже тогда выделялась на общем фоне? Видно было, что она далеко пойдет?
- Не припомню, чтобы она играла лучше других. Кстати, у нее и амплуа было другое - выступала на позиции нападающего. Только в 10 - 11-м классе ее стали использовать как связующего игрока.

Как у тебя в Нижнем Новгороде складывалась карьера? В чем заключалась главная сложность от переезда в другой город?
- Мне было 17 лет, когда уехала. Немного страшновато было. Особенно в первое время тяжело было, но привыкла. В игровом плане не было никаких проблем, тренеры мне доверяли. Но в быту возникали небольшие трудности. Научиться готовить себе еду не сложно, а вот ужиться с партнером по команде в одном номере… Все мы люди со своими причудами, у каждого свой распорядок дня, привычки, характер.

Зато к самостоятельности уже привыкла. Необычно было в 17 лет остаться вдалеке от родителей?
- Да, уже привыкла. Честно говоря, мне даже понравилось быть одной, ни от кого не зависеть, во всем на себя полагаться.

Почему же решила вернуться в Челябинск?
- Решающую роль сыграла фигура главного тренера. Хотела поиграть под его руководством. Мне предложили контракт, я взвесила все «за» и «против». Подумала: «Почему бы и нет?». Здесь моя семья, друзья, родной город…

А чем так тренер хорош? Ты уже не первая, кто нахваливает этого специалиста.
- Мне довелось тренироваться под руководством многих специалистов и могу сказать, что Дмитрий Константинович - пока самый лучший из всех. У него и тактически грамотно построен тренировочный процесс, и над физическим состоянием игроков он, кажется, правильно работает. У него все в меру, умно, четко и понятно. И как человек симпатичен, с ним можно пойти в разведку.

Считается, что женским коллективом должен руководить не столько тренер, сколько тонкий психолог.
- Мы только месяц знакомы, еще не успели узнать друг друга ближе. Но повторюсь, кажется, он хороший человек.

Костяк у команды уже есть. Как думаешь, на что может претендовать «Автодор-Метар» в новом сезоне?
- Думаю, должны показать хороший результат и быть в призерах. Но еще не знаю, что там происходит в других клубах. Вообще, высшая лига «А» - интересный турнир, где много не-
ожиданных результатов. Команды примерно равны по классу.

То есть возвращаться в суперлигу челябинскому клубу еще рано?
- Нет, я такого не говорила (улыбается). Почему бы и не попробовать вернуться в элиту? Главное - верить в свои силы и отдавать все силы на площадке.

За свою полуторавековую историю футбол повидал немало новшеств. Но ничто так сильно не повлияло на эту игру, как технологические изменения в аэродинамических свойствах мяча. Почти 40 лет мяч имел классическую форму и состоял из 32 панелей пятиугольной и шестиугольной формы. Но в 2006 году его дизайн радикально изменился.

На чемпионате мира в Германии в том году мяч Teamgeist имел всего 14 панелей. Затем на чемпионате в Южной Африке в 2010 году был представлен мяч Jabulani с 8 панелями. А в 2014 году в Бразилии на мяче Brazuca панелей было лишь 6. Мяч, который используется на Евро-2016 во Франции, носит название Beau Jeu и по сути является разновидностью Brazuca с идентичным дизайном панелей. Так что на данный момент шесть панелей у футбольного мяча кажутся идеальным количеством.

Конфигурация панелей футбольного мяча влияет на его скорость и полет в воздухе. У немецкого Teamgeist был ряд проблем, скажем, изменчивая траектория полета. Эти недостатки в новых мячах в основном устранены. Однако новые технологии произвели на свет такой мяч, у которого существенно снижено лобовое аэродинамическое сопротивление. Это значит, что мяч летит быстрее и дольше остается в воздухе. Увеличение скорости крайне желательно при пробитии пенальти, но при других важных стандартных положениях, таких как прямой свободный удар, это свойство не имеет большого значения. Здесь важнее обойти оборонительную стенку, заставить мяч «пойти вверх-вниз», как говорят знатоки футбола из числа телекомментаторов.

Контекст

Исландия: футбол, лед и пламя

The Guardian 24.06.2016

Россия - это бедный, пьяный хулиган

The Boston Globe 22.06.2016
Обойти стенку — это не очень большая проблема. Здесь важнее, чтобы мяч достаточно быстро опустился и заставил вратаря совершить прыжок, чтобы поймать или отбить его. Для этого нужна особая техника исполнения штрафного удара, а пробивающий его должен придать мячу правильное вращение, то есть, закрутить его.

На мяч в полете воздействуют три важные силы: сила притяжения (вес мяча), лобовое аэродинамическое сопротивление, вызванное потоком воздуха по его поверхности, и особая сила, возникающая только тогда, когда мяч вращается. Ее называют эффектом Магнуса по имени немецкого физика Генриха Магнуса, который открыл эту силу в позапрошлом веке. Это сила, воздействующая на тело и всегда направленная перпендикулярно оси вращения мяча и направлению его полета.

Игрок может по-разному закручивать мяч, в зависимости от того, каким должен быть удар. Когда он придает мячу обратное вращательное движение, он быстро поднимается. Этим способом пользуются вратари, когда выбивают мяч на расстояние 60-70 метров. Но он абсолютно бесполезен при свободном ударе, который обычно пробивают с 20-30 метров до ворот.

Боковое кручение мяча это излюбленный прием умелых подающих. Но и здесь не избежать проблем. Направленная вбок сила Магнуса, возникающая при идеальной боковой подкрутке, может увести мяч слишком далеко в сторону — так, что голкипер в прыжке не дотянется до него. Но самое важное в другом. Пройдя оборонительную стенку, мяч должен быстро опуститься, чтобы вынудить вратаря совершить бросок за ним. Боковое кручение никак не способствует снижению мяча, и поэтому он после удара очень часто просто летит выше перекладины.

Для верхнего вращения требуется специальная техника удара. Такой техникой удара с земли в современном футболе владеют немногие игроки. Даже слабый удар с верхней подкруткой создает направленную вниз силу Магнуса, которая быстро и очень эффективно опускает мяч. Еще одно преимущество состоит в том, что по мячу можно бить сильнее, придавая ему начальную подъемную силу, чтобы мяч прошел стенку даже в том случае, когда защитники выпрыгивают вверх в попытке блокировать удар.

Чародеи крученого удара

А теперь посмотрим, какое воздействие различные типы вращения могут оказывать на полет мяча при исполнении штрафного удара. Возьмем свободные удары с боковой и верхней подкруткой, использовав аэродинамические данные мяча, утвержденного для Евро-2016. Будем исходить из того, что скорость удара в обоих случая составляет 28 метров в секунду, а подъем мяча едва-едва обеспечивает прохождение оборонительной стенки. Составленные по этим ударам графики показывают, что свободный удар с боковой подкруткой не представляет опасности на расстоянии менее 25 метров, в то время как верхняя подкрутка эффективна на расстоянии 20 метров до ворот, или чуть меньше.

Какие уроки могут из этого извлечь футболисты? Ну, боковой подкруткой можно пользоваться в том случае, когда удар должен быть достаточно слабым, чтобы снизить скорость и обеспечить точность попадания. Но когда ты переполнен адреналином, сделать это непросто. Кроме того, недостатки такого способа будут приемлемы, если нужен мощный удар, который проводится с большего расстояния, например, свыше 25 метров.

Наряду с этим, бомбардиры могут взять пример с великолепной техники исполнения, продемонстрированной Гаретом Бейлом (Gareth Bale) из сборной Уэльса, который освоил навыки удара с земли с верхней подкруткой на нужное расстояние. Сомневающиеся могут посмотреть замедленную запись его великолепного свободного удара в игре против Англии на Евро-2016. Это чистая верхняя подкрутка, не вызывающая никаких вопросов. Знает он лежащие в основе такого удара физические законы или нет, мало кто сомневается в том, что Бейл открыл победную формулу.

Хотите узнать у кого самый сильный удар в футболе? Тогда вы точно обратились по адресу.

Главной особенностью футбола всегда был и остается сильный удар. У этого вида спорта настолько много фанатов, именно из-за красивых голов, которые забиваются после выверенных, точных и очень сильных ударов. Каждый футболист, по сути, является сильнейшим атлетом, который просто обязан уметь наносить сильные и точные удары по воротам противника. Но даже среди лучших есть настоящие рекордсмены, чьи удары стали настоящей сенсацией.

У какого футболиста самый сильный удар?

Ниже мы расскажем о нескольких футболистов, которые в разные годы своей звездной карьеры сумели отличиться невероятно сильными ударами по мячу, который к тому же достигал своей цели и попадал в ворота. Но стоит помнить, что среди футбольной статистики не существует официальных данных о силе удара, все данные об ударе попадают в прессу случайно, только в том случае, если удар поистине сильным и сенсационным. Можно сказать, что сила удара определятся на глаз, поэтому за серьезной объективностью и аналитикой мы не гонимся. Поэтому каждый сам для себя решит, у какого футболиста самый сильный удар, а мы лишь предоставим несколько значимых примеров. Итак, приступим.

Дэвид Бекхэм

Обладателем одного из самых сильных ударов в мировом футболе является прекрасный футболист и один из самых красивых мужчин в мире – . В далеком 1997 году Дэвид установил личный рекорд, забив гол в ворота футбольного клуба «Челси». Мяч после удара летел со скоростью примерно 156 км/ч. Вратарь «Челси» после столь мощного удара в его ворота смог только развести руками. Стоит отметить, что Бекхэм во время своей карьеры славился как раз таки своим мастерским исполнением штрафных ударов.

Криштиану Роналду

Не только является одним из самых лучших футболистов в мире, на счету которого сотни забитых голов, он также умудрился отличиться сильнейшим ударом в истории футбола. По приблизительным данным, после самого мощного удара Роналду, мяч летел со скоростью 185 км/ч.

Такой показатель не стал сюрпризом, ведь Роналду один из самых трудолюбивых футболистов, который работал над своим ударом очень тщательно. Роналду сам подобрал для себя идеальный разгон и даже стойку во время удара. Что тут говорить? Настоящий знаток своего дела.

Роберто Карлос

Этому игроку долгое время принадлежал титул игрока, у которого самый сильный удар в истории футбола. Но после завершения своей спортивной карьеры, один из лучших защитников мира все же потерял свое лидерство. Но, даже не смотря на это, его удар со штрафного в Кубке Конфедераций против Франции в 1997 году запомнил весь футбольный мир.

Тогда Карлос с расстояния 35 метров нанес мощнейший удар по воротам противника со скоростью 198 км/ч. Этот удар в свое даже поставил в тупик некоторых ученых, которые пытались разгадать секрет удара бразильского защитника и вычислить необычную траекторию полета мяча после его удара.

Лукас Подольски

Этот футболист как раз таки отобрал все лавры у Роберто Карлоса, ведь его удар превзошел по силе в разы сразу всех. Мировой рекорд Лукас установил в матче против австралийской сборной, на чемпионате мира ЮАР. Тогда футболист ударил по мячу, скорость которого в полете составила 202 км/ч. Тогда Лукас забил гол в верхний левый угол ворот. Удар был настолько сильным и точным, что вратарь сборной Австралии даже не успел среагировать.

Стивен Рид

Этот защитник из Ирландии, играющий за клуб «Блэкберн» не так часто отличается забитыми голами. Но если уже ему удается приложиться по мячу, то делает он это действительно сильно. В 2005 году Рид сумел забить свой лучший гол в ворота футбольного клуба «Уиган». Тогда мяч словно вылетел с пушки и пронзил «девятку» вратаря со скоростью 189 км/ч. Стоит отметить, что матч проходил в 2005 году, 31 декабря, как раз накануне празднования Нового года. Рид сумел сделать отличный подарок своему тренеру, болельщикам и коллегам по команде.

Ронни Эберсон

На данный момент этот талантливый бразильский футболист продолжает свою спортивную карьеру в немецком клубе «Герта». Но ранее Эберсон играл за португальский «Порту», где сумел забить мяч в ворота футбольного клуба «Навал» с невероятной силой. Мяч развил скорость 210 км/ч. Совершенно очевидно, что голкипер соперников ничем не смогу помочь своей команде, ведь в его ворота влетел мяч, со скоростью спортивного автомобиля.

Халк

Ну, и самый сильный удар в истории футбола на данный момент удалось нанести невероятно популярному среди болельщиков футболисту сборной Бразилии – Халку. Этот атакующий полузащитник чуть не порвал сетку во время матча против футбольного клуба «Шахтер» во время группового этапа «Лиги чемпионов». Тогда Халку удалось забить мяч со скоростью полета 214 км/ч. Безоговорочно, это новый мировой рекорд, который пока что никто еще не побил.

Крученые удары Бекхэма и Марадоны, наносимые внутренней стороной стопы, и крученые удары Эдера, Нелиньо и Роберто Карлоса, наносимые внешней стороной стопы — за всеми ними стоит эффект Магнуса . Это явление названо в честь ученого, открывшего его в лабораторных условиях в 50-х годах XIX века. Эффект Магнуса объясняет появление боковой силы, действующей на сферу, которая одновременно вращается и движется вперед. В этой статье мы проанализируем этот эффект на примере мяча, используемого на Чемпионате мира по футболу™.

Спорт соприкасается с инженерными науками

Как и многие дети по всему миру, я мечтал стать профессиональным футболистом, или, как говорят в США, Канаде и Австралии, игроком в «соккер». Но у меня было и две других страсти: я был «повернут» на автомобилях и науке.

Полет мяча с вращением и без него

Вращение мяча стабилизирует поток воздуха вокруг него, а стало быть и траекторию полета. Начнем со случая, когда мяч не вращается или вращается медленно.

Если мяч не вращается, за ним образуется вихревая дорожка Кармана. В момент, когда вихри отделяются от мяча, на него действует случайная сила. Вихревой след, оставляемый мячом, не только повышает лобовое сопротивление, но и приводит к заметным отклонениям мяча: их видел каждый, кто хоть раз играл с надувным мячом на пляже или стоял на пути футбольного удара «наклбол», меняющего траекторию. Такое полухаотическое поведение можно частично объяснить с помощью нестационарной модели, которую можно рассчитать, используя .

Представленные ниже рисунок и анимированное изображение показывают вихревую дорожку Кармана за мячом, вращающимся против часовой стрелки со скоростью на экваторе, равной поступательной скорости, то есть с достаточно низким показателем закрутки. Анимированное изображение воспроизводит решение соответствующей двумерной задачи для цилиндра, но по существу показывает тот же эффект.

Вращение и эффект Магнуса

С увеличением скорости вращения точки остановки потока на мяче сливаются и перемещаются за пределы поверхности мяча. В этот момент скорость вращения мяча идеально уравновешена скоростью его поступательного движения . Если бы мяч не терял импульс из-за трения, у этой задачи было бы стационарное решение, в отличие от задачи движения мяча с меньшей подкруткой, о которой говорилось выше. На этом этапе полет мяча стабилен и легко предсказуем, по крайней мере, для игрока, бьющего по мячу, или для вратаря.

Рисунки ниже показывают поля скорости и давления вокруг вращающегося мяча, летящего вперед, а также вокруг вращающегося цилиндра. Скорость потока воздуха на экваторе гораздо выше на той стороне мяча, где направление вращения совпадает с направлением потока воздуха. На другой стороне мяча вращение мяча и поток воздуха работают друг против друга.

Из-за разницы скоростей и касательного сопротивления на двух сторонах мяча возникает разница давлений. Это приводит к появлению силы, смещающей мяч к стороне, где скорость потока воздуха выше, - силы Магнуса , действующей на мяч. Этот эффект также проявляется в росте коэффициента подъемной силы при повышении скорости вращения.

Турбулентность и конструкция мяча Чемпионата мира™

Несмотря на то, что приведенные выше модели позволяют понять полет футбольного мяча сложнее, чем можно представить по модели с идеальными ламинарными потоками. Конструкция мяча для самой популярной в мире спортивной игры была предметом множества исследований. Еще больше внимания эти исследования привлекли после появления новой необычной конструкции мяча Adidas® Jabulani на Чемпионате мира по футболу FIFA 2010 в Южной Африке™.

Высокий коэффициент лобового сопротивления в ламинарном потоке обусловлен отделением пограничного слоя, создающим за мячом область низкого давления, которая замедляет полет мяча в этом режиме. На более высоких скоростях полета пограничный слой становится турбулентным до отделения и остается в контакте с поверхностью даже на обратной стороне мяча ниже по потоку. Это приводит к сужению вихревого следа и, соответственно, к уменьшению лобового сопротивления. Это явление обычно называют кризисом сопротивления , оно показано на приведенной ниже иллюстрации.

Традиционный футбольный мяч (см. выше) состоит из 32 панелей: 20 правильных шестиугольников и 12 правильных пятиугольников. В отличие от традиционного мяч Jabulani состоял из восьми панелей, которые вы можете увидеть на этой конечно-элементной модели мяча:

Меньшее количество швов, выделенных на картинке черным цветом, компенсировалось бороздками, делающими поверхность более шероховатой. Однако по аэродинамическим характеристикам мячи Jabulani заметно отличались от обычных.

Меньшее число панелей и гладкие швы, в сравнении с традиционными мячами, увеличивали область ламинарного потока с высоким коэффициентом лобового сопротивления и в то же время снижали лобовое сопротивление на высоких скоростях. Из-за большей по сравнению с традиционными мячами области ламинарного режима мячи Jabulani приобретали аэродинамические характеристики пляжных мячей в большем диапазоне скоростей, на что жаловались многие вратари. Кроме того, взаимодействующий с потоком воздуха узор приводил к резким колебаниям направления полета при ударах типа «наклбол» .

Новый мяч чемпионата мира по футболу FIFA 2014 в Бразилии™, Adidas Brazuca®, состоит всего из шести панелей . По общей длине швов он при этом сравним с традиционными мячами. Кроме этого, швы у этого мяча глубже, чем у Jabulani .

Зависимость коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса для Brazuca, таким образом, была больше похожа на кривую для традиционного мяча , как вы можете видеть на графике ниже. Полет мяча должен быть стабильнее в большем диапазоне скоростей из-за турбулентности, вызываемой швами.

Использование эффекта вращения, турбулентности и эффекта Магнуса

Это сочетание турбулентности и эффекта Магнуса хорошо заметно на знаменитом штрафном ударе Роберто Карлоса в матче между Бразилией и Францией в 1997 году. Вратарь сборной Франции, Бартез, сдвинулся с места только тогда, когда было уже слишком поздно, а мальчик, подбирающий мячи, стоявший в нескольких метрах от ворот пригнулся. И вратарь, и мальчик думали, что мяч летит очень далеко от цели!

Подсказка: убедиться, что такой удар не случаен, вы можете, посмотрев этот ролик на YouTube .

Другие невероятные голы, забитые благодаря эффекту Магнуса, вы найдете в этом ролике . Такие игроки, как Месси, Роналду, Ибрагимович, Роналдиньо, Бекхэм, Эдер, Кройф и многие другие, использовали этот эффект, чтобы обмануть вратарей.

Автомобили, наука и мячи Чемпионата мира™

В начале 1980-х годов в рекламе автомобилей всегда указывали коэффициент лобового сопротивления машины. Мне всегда было интересно, почему эта важная характеристика исчезла из публикуемых описаний. Впрочем, вместо автомобилей я теперь рассчитываю кривые сопротивления и подъемной силы для футбольных мячей и демонстрирую их связь с эффектом Магнуса. Вспомните об этом, когда будете смотреть на невероятные удары и голы на Чемпионате мира™ в этом году.

Дальнейшие шаги

Узнайте больше о инструментах доступных в модуле Вычислительная гидродинамика пакета COMSOL Multiphysics® для анализа потока жидкости.

Литература

1. G. K. Batchelor, “An Introduction to Fluid Dynamics”, Cambridge University Press, ISBN 0 521 09817 3, вклейка 12 на стр. 364 и далее, а также стр. 424-427. Русское издание: Дж. Бэтчелор. Введение в динамику жидкости» - М.: Мир, 1973.
2. J. E. Goff, “A Review of Recent Research into Aerodynamic of Sport Projectiles”, Sports Eng (2013), 16: стр. 137-154.
3. Скачать модель:
4. Читайте другие статьи о

Adidas и Brazuca — зарегистрированные товарные знаки adidas AG. Компания COMSOL AB, как и ее дочерние компании и продукция, не связаны с компанией adidas AG, не спонсировались, не финансировались и не поддерживались ею.

Чемпионат мира по футболу FIFA, Чемпионат мира по футболу FIFA 2014 и Чемпионат мира по футболу FIFA 2010 — товарные знаки FIFA. Компания COMSOL AB, как и ее дочерние компании и продукция, не связаны с компанией FIFA, не спонсировались, не финансировались и не поддерживались ею.

Предыдущая статья: Сушка тела для мужчин после 50 лет Следующая статья: Упражнения для качания ног