Cum presiunea aerului unei mingi de fotbal afectează distanța pe care o duce când a fost lovită?

Chiar și jucătorii adulți amatori pot bomba o minge de fotbal de 50 de metri sau mai mult pe teren, din zona de poartă trecut pe jumătatea drumului, iar portari profesioniști cum ar fi Edwin van der Sar, Manchester United, pot face mingea să navigheze la trei sferturi din lungimea pas. O lovitură de la distanță necesită o minge pompată pentru a fi greu acceptabilă, pe care arbitrul o testează înainte de joc, apăsând palmele de pe ambele părți ale mingii chiar înainte de kickoff. Inginerii și oamenii de știință din domeniul sportului, precum și participanții la științe echitabile, au acordat atenție studierii modului în care presiunea aerului afectează distanța pe care o duce o minge de fotbal când este lovită.

Un tânăr loveste o minge de fotbal. (Imagine: Rolf Bruderer / Blend Images / Getty Images)

cerinţe

FIFA, organismul internațional de conducere a fotbalului, cere jucătorilor adulți să folosească o minge între 27 și 28 de centimetri, între 14 și 16 oz. în greutate și presurizat la echivalentul a 0,6 până la 1,1 atmosfere, ceea ce se traduce la 8,5 până la 15,6 lb / inch. Un manometru cu bilă, cu un ac care intră în supapa cu bilă de fotbal și un cadran de măsurare de până la 20 psi, poate indica cu precizie dacă mingea se află în intervalul mandatat. O minge de practică mai ieftină poate fi etichetată pentru a fi umflată în intervalul de la 6 la 8 psi; în acest caz, arbitrul va decide prin simțirea mingii dacă va rămâne în recomandarea producătorului sau va crește presiunea la cel puțin 8,5 psi, notează Federația Statelor Unite ale Americii pe site-ul Ask a Soccer Referee.com.

Efecte

Cu cât presiunea aerului este mai mare în interiorul mingei de fotbal, cu atât mai mult va merge atunci când este lovită, scrie inginerul și entuziastul mingii de fotbal Bruce Rigsby pe site-ul Soccer Ball World.com. Lovitura ta transferă mai multă energie unei mingi rigide, în comparație cu cea spongioasă, deoarece mai puțină energie se pierde din cauza deformării suprafeței mingii. Astfel, gradul de presiune a aerului în bilă afectează cât de departe pasează piciorul. Același concept se aplică și în cazul altor echipamente sportive umflate: un baschet răsare mai jos dacă nu este umflat corespunzător și o anvelopă de bicicletă contactează mai mult de pe șosea dacă este subinflamată, reducând performanța.

consideraţii

Atmosfera aerului afectează, de asemenea, distanța pe care mingea o deplasează atunci când este lovită, afirmă Rigsby. Cu cât este mai mică presiunea, cu atât mai puțin frecare. O minge lovită la altitudine în Mexico City, de exemplu, călătorește mai departe decât o minge lovită la nivelul mării în Miami Beach. Acesta este același principiu care conduce la atâtea runde de acasă fiind lovite la domiciliul Colorado Rockies, Coors Field, la o milă deasupra nivelului mării, deoarece un baseball călătorește și cu mai puțină frecare la altitudine.

cerere

Principiile privind modul în care presiunea aerului afectează o călătorie de fotbal a lovit mingea face ca tema să fie potrivită pentru testarea ca parte a unui proiect științific echitabil. Educatorul de știință și autorul Muriel Gerhard de la Education.com recomandă umflarea unei mingi de fotbal la niveluri scăzute, medii și înalte și lovirea mingii cu aceeași forță în interiorul unei săli de sport. Aveți un semn de ajutor pe locul unde mingea intră de fiecare dată. Efectuați trei teste la fiecare presiune, înregistrați rezultatele și mediați-le. Creați un grafic liniar al datelor și raportați cu privire la ipoteza inițială și la modul în care rezultatele le-au purtat.