Göran Grimvall, professor i teoretisk fysik vid Kungliga tekniska högskolan
Bollens rörelse i luften styrs av fysikaliska lagar. En boll som roterar åt ett visst håll kommer att avvika åt det hållet, något som spelarna kan dra nytta av för att skruva en boll in i mål. Även luftmotståndet kan påverka bollens rörelse.
I en fotbollsmatch på hög höjd, t.ex. i Mexico City, rör sig bollen snabbare p.g.a. det lägre lufttrycket och därmed lägre luftmotståndet. Detta kan vara skillnaden mellan mål eller inte mål.
 |
|
Den franske landslagsmålvakten Fabien Barthez får illustrera luftmotståndets betydelse. |
|
NEAL SIMPSON/EMPICS/SCANPIX |
Magnus-effekten
I fotboll kan man ”skruva” en hörnspark så att bollen går i en svag båge över planen och direkt i mål. Från hörnan till vänster om målvakten (sett från målvaktens håll) skall bollen skruvas så att den roterar medurs, sett uppifrån. Från den andra hörnan skall bollen skruvas moturs.
Förklaringen till att det är på det viset ges av Magnus-effekten, som är uppkallad efter den tyske fysikern och kemisten Gustav Magnus (1802-70). När en boll under rotation rör sig genom luften uppkommer en tryckskillnad mellan bollens sidor. Detta ger en kraft, vinkelrätt mot bollbanan, som får bollen att vika av åt sidan.
Fenomenet är välkänt också i tennis, bordtennis, baseboll och golf. Bollen avviker åt det håll dess framsida roterar. Vid toppspinn (överskruv) kröker därför bollbanan snabbare ner mot marken, medan backspinn (underskruv) har motsatt effekt. Golfbollen går alltså mycket längre när man ger den underskruv. Bollytans beskaffenhet påverkar den virvelbildning i luften som är upphovet till Magnus-effekten. De små fördjupningarna på ytan av en golfboll är mycket betydelsefulla, och deras antal och placering är fastlagda i golfreglerna. I bordtennis och tennis, och till viss del även i golf, är det inte bara Magnus-effekten man vill utnyttja när bollen skruvas. Studsen mot underlaget påverkas också starkt av rotationen.
Fotbollsfysik
En fotbolls massa är ungefär 0,5 kg. Dess fart vid ett hårt skott är ungefär 30 m/s. För att helt bromsa upp bollen till vila på en sträcka av 0,5 m krävs då enligt fysikens lagar en kraft på 450 N (newton), vilket motsvarar tyngden av drygt 45 kg. Men om bollen skall stoppas på halva sträckan blir den erforderliga kraften dubbelt så stor.
När målvakten fångar ett skott med armarna sträckta upp över huvudet är det därför viktigt att armarna följer med bakåt under det att bollen bromsas, annars blir det omöjligt att hålla kvar greppet om bollen. Ett alternativ till att fånga bollen kan då vara att ändra bollbanan genom att boxa bollen åt sidan.
Motstånd i luften
I många sporter har luftmotståndet en viss effekt. Resultaten kan därför bli annorlunda vid tävlingar på hög höjd, t.ex. i Mexico City (OS 1968, fotbolls-VM 1970 och 1986). Lufttrycket i Mexico City är 20 procent lägre än vid havsytan.
Fotbollsskott på mål från ca 20 meters håll kommer fram ungefär 0,02 s snabbare när lufttrycket är 20% lägre. En målvakt som kastar sig efter bollen med farten 5 m/s hinner 1 dm på 0,02 s. Någon enstaka gång kan det hända att den skillnaden gör att målvakten precis missar bollen.
(Artikeln publicerad 2002-05-29)
Fotbollens fysikaliska lagar
http://www.ne.se/rep/fotbollens-fysikaliska-lagar
Nationalencyklopedin, 2012-05-27
Kopiera källangivelse
