Football physics: The "impossible" free kick - Erez Garty

Фізика футболу: "Нереальний" штрафний - Ерез Ґарті

Перекладач: Olena Vavshko Утверджено: Hanna Leliv

In 1997, in a game between France and Brazil,

Під час матчу Франція-Бразилія у 1997 році

a young Brazilian player named Roberto Carlos

юний бразилець Роберто Карлос

set up for a 35 meter free kick.

готувався виконати 35-метровий штрафний удар.

With no direct line to the goal,

Хоча прямий шлях до воріт було перекрито,

Carlos decided to attempt the seemingly impossible.

Карлос наважився на неможливе.

His kick sent the ball flying wide of the players,

Він так вдарив по м'ячу, що той оминув гравців,

but just before going out of bounds, it hooked to the left

проте замість вилетіти за межі, він повернув ліворуч

and soared into the goal.

та поцілив у ворота.

According to Newton's first law of motion,

Відповідно до першого закону Ньютона,

an object will move in the same direction and velocity

об'єкт має сталий прямолінійний рух та швидкість,

until a force is applied on it.

поки до нього не застосують силу.

When Carlos kicked the ball, he gave it direction and velocity,

Вдаривши по м'ячу, Карлос задав йому напрям і швидкість,

but what force made the ball swerve

але чому м'яч відхилився від руху,

and score one of the most magnificent goals in the history of the sport?

ставши одним із найвеличніших голів в історії спорту?

The trick was in the spin.

Секрет в обертанні.

Carlos placed his kick at the lower right corner of the ball,

Карлос вдарив по нижній правій частині м'яча,

sending it high and to the right, but also rotating around its axis.

в результаті чого той полетів направо, обертаючись навколо осі.

The ball started its flight in an apparently direct route,

Спочатку м'яч летів по прямій лінії,

with air flowing on both sides and slowing it down.

уповільнюючись внаслідок повітряних потоків з обох сторін.

On one side, the air moved in the opposite direction to the ball's spin,

З однієї сторони напрями руху повітря та обертання м'яча були протилежними,

causing increased pressure,

спричиняючи високий тиск,

while on the other side, the air moved in the same direction as the spin,

а з іншої - напрями руху повітря та обертання збігалися,

creating an area of lower pressure.

створюючи зону низького тиску.

That difference made the ball curve towards the lower pressure zone.

Це змусило м'яч рухатись по дузі в бік зони низького тиску.

This phenomenon is called the Magnus effect.

Таке явище має назву ефект Магнуса.

This type of kick, often referred to as a banana kick,

Такий вид удару, який ще називають "крученим",

is attempted regularly,

постійно намагаються повторити.

and it is one of the elements that makes the beautiful game beautiful.

Це одна з причин, чому футбол - неймовірна гра.

But curving the ball with the precision needed

Та закрутити м'яч з необхідною точністю,

to both bend around the wall and back into the goal is difficult.

так, щоб він оминув стінку та влучив у ворота, - складно.

Too high and it soars over the goal.

Зависоко - він пролетить над ворітьми.

Too low and it hits the ground before curving.

Занизько - влучить в землю ще до повороту.

Too wide and it never reaches the goal.

Задалеко - він не влучить у ціль.

Not wide enough and the defenders intercept it.

Заблизько - його перехопить захист.

Too slow and it hooks too early, or not at all.

Надто повільно - він або рано, або взагалі не поверне.

Too fast and it hooks too late.

Зашвидко - він поверне надто пізно.

The same physics make it possible

Схожі закони пояснюють

to score another apparently impossible goal,

інший, на перший погляд, неможливий гол -

an unassisted corner kick.

безконтактний кутовий удар.

The Magnus effect was first documented by Sir Isaac Newton

Вперше ефект Магнуса задокументував Ісаак Ньютон,

after he noticed it while playing a game of tennis back in 1670.

помітивши його під час гри в теніс у 1670 році.

It also applies to golf balls, frisbees and baseballs.

Цей закон також стосується м'ячів для гольфу, фризбі та бейсболу.

In every case, the same thing happens.

У кожному випадку - результат однаковий.

The ball's spin creates a pressure differential in the surrounding air flow

Обертання м'яча створює тиск, протилежний потоку повітря,

that curves it in the direction of the spin.

що вигинає його у напрямку обертання.

And here's a question.

Цікаво,

Could you theoretically kick a ball hard enough

чи можна теоретично вдарити по м'ячу з такою силою,

to make it boomerang all the way around back to you?

щоб він повернувся назад, як бумеранг?

Sadly, no.

На жаль, ні.

Even if the ball didn't disintegrate on impact,

Навіть якщо м'яч не трісне від удару

or hit any obstacles,

чи влучить у перешкоду,

as the air slowed it,

повітря уповільнить його рух,

the angle of its deflection would increase,

збільшуючи кут відхилу,

causing it to spiral into smaller and smaller circles

внаслідок чого його спіральна траєкторія буде зменшуватись,

until finally stopping.

аж поки він не зупиниться.

And just to get that spiral,

Щоб досягнути такої траєкторії,

you'd have to make the ball spin over 15 times faster

м'яч мусить обертатись у 15 разів швидше,

than Carlos's immortal kick.

ніж у славнозвісного удару Карлоса.

So good luck with that.

Тож хай щастить.