La fisica nel calcio
15.11.2013 - 23:57 Uhr
Oltre il calcio, oltre le statistiche, questo magnifico sport è descritto, come ogni azione sulla terra, da dei modelli matematici che approssimano il mondo fisico.
Ho pensato che fosse giusto parlarne e che potrebbe essere interessante farlo.
IL CALCIO DI PUNIZIONE
La "Maledetta" di Pirlo, il calcio di punizione di Roberto Carlos contro la Francia.
Il calcio di punizione ad effetto è sempre stato un elemento di stupore da parte dei tifosi e a mio parere è giusto iniziare parlando di calci piazzati.
Introdurrei l'argomento con una domanda.
Si riuscirebbe a calciare un tiro ad effetto in assenza di atmosfera?
La risposta è no, poiché è l'aria stessa che genera l'effetto lungo la traiettoria. Quindi in assenza di atmosfera il pallone seguirebbe una traiettoria perfettamente parabolica.
La sfera quando segue la traiettoria possiede 2 moti:
- Un moto traslatorio, ovvero quello che le permette di spostarsi.
- Un moto rotatorio, difficilmente assente, dato che è difficile colpire il pallone perfettamente in direzione radiale, condizione per la quale non ci sarebbe alcuna rotazione. E' un discorso che preferisco non allungare poiché è molto intuitivo e porterebbe altrove.
L'insieme dei due moti in fisica è detta rototraslazione, la rotazione, sebbene si mangi parte dell'energia che avrebbe potuto mandare il pallone più lontano, risulta in realtà fondamentale affinché ci sia un effetto lungo la traiettoria.
Il pallone muovendosi perturba l'aria stagnante, escludendo il vento, quindi dal punto di vista della sfera l'aria la investe nel verso opposto in cui questa si sta muovendo. Dato che il pallone sta ruotando vi è un lato del pallone dove la velocità è concorde con il flusso d'aria e un lato dove è discorde. Per esempio, se il pallone sta ruotando in senso antiorario alla destra del pallone rispetto a chi ha eseguito il tiro la velocità dell'aria è rallentata (ma non fermata, ovviamente, significherebbe che la sfera in quel tratto è ferma) dal pallone che va in verso opposto, caso contrario nell'altro lato, dove la velocità del pallone è concorde con quella dell'aria.
Si genera così una differenza di velocità tra i 2 lati della palla. L'aria in movimento è meno densa dell'aria ferma (un po' come l'aria fredda è più densa dell'aria calda), da cui la differenza di pressione fra il lato "più lento" a pressione (Forza su una superficie) maggiore e quello "più veloce" causa una spinta ortogonale alla direzione del flusso, o del pallone, se preferite. Nel caso la palla giri in verso antiorario questa forza, che è la causa del famoso effetto nei calci di punizione, va verso sinistra.
Questo principio in fisica è denominato "Effetto Magnus" in onore allo scopritore.
http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Magnus
La causa di questa forza, dovuta ad una differenza di pressione, è molto semplice.
La natura tende sempre a riportarsi ad uno stato simmetrico o di equilibrio.
In questo caso la sfera è naturalmente simmetrica, ma l'asimmetria è dovuta alla rotazione, che altera la velocità dell'aria tra i due lati del pallone. E' lo stesso principio con cui volano gli aerei e con cui le macchine di Formula 1 rimangono a terra, ma in quel caso l'asimmetria è dovuta proprio alla forma dell'ala e dell'alettone.
Naturalmente maggiore è la rotazione del pallone, maggiore risulterà l'effetto, poiché si incrementerà la differenza di velocità tra i due lati della sfera. Tuttavia la palla potrebbe risultare talmente lenta da riuscire a stento a scavalcare la barriera. :D
Ho pensato che fosse giusto parlarne e che potrebbe essere interessante farlo.
IL CALCIO DI PUNIZIONE
La "Maledetta" di Pirlo, il calcio di punizione di Roberto Carlos contro la Francia.
Il calcio di punizione ad effetto è sempre stato un elemento di stupore da parte dei tifosi e a mio parere è giusto iniziare parlando di calci piazzati.
Introdurrei l'argomento con una domanda.
Si riuscirebbe a calciare un tiro ad effetto in assenza di atmosfera?
La risposta è no, poiché è l'aria stessa che genera l'effetto lungo la traiettoria. Quindi in assenza di atmosfera il pallone seguirebbe una traiettoria perfettamente parabolica.
La sfera quando segue la traiettoria possiede 2 moti:
- Un moto traslatorio, ovvero quello che le permette di spostarsi.
- Un moto rotatorio, difficilmente assente, dato che è difficile colpire il pallone perfettamente in direzione radiale, condizione per la quale non ci sarebbe alcuna rotazione. E' un discorso che preferisco non allungare poiché è molto intuitivo e porterebbe altrove.
L'insieme dei due moti in fisica è detta rototraslazione, la rotazione, sebbene si mangi parte dell'energia che avrebbe potuto mandare il pallone più lontano, risulta in realtà fondamentale affinché ci sia un effetto lungo la traiettoria.
Il pallone muovendosi perturba l'aria stagnante, escludendo il vento, quindi dal punto di vista della sfera l'aria la investe nel verso opposto in cui questa si sta muovendo. Dato che il pallone sta ruotando vi è un lato del pallone dove la velocità è concorde con il flusso d'aria e un lato dove è discorde. Per esempio, se il pallone sta ruotando in senso antiorario alla destra del pallone rispetto a chi ha eseguito il tiro la velocità dell'aria è rallentata (ma non fermata, ovviamente, significherebbe che la sfera in quel tratto è ferma) dal pallone che va in verso opposto, caso contrario nell'altro lato, dove la velocità del pallone è concorde con quella dell'aria.
Si genera così una differenza di velocità tra i 2 lati della palla. L'aria in movimento è meno densa dell'aria ferma (un po' come l'aria fredda è più densa dell'aria calda), da cui la differenza di pressione fra il lato "più lento" a pressione (Forza su una superficie) maggiore e quello "più veloce" causa una spinta ortogonale alla direzione del flusso, o del pallone, se preferite. Nel caso la palla giri in verso antiorario questa forza, che è la causa del famoso effetto nei calci di punizione, va verso sinistra.
Questo principio in fisica è denominato "Effetto Magnus" in onore allo scopritore.
http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Magnus
La causa di questa forza, dovuta ad una differenza di pressione, è molto semplice.
La natura tende sempre a riportarsi ad uno stato simmetrico o di equilibrio.
In questo caso la sfera è naturalmente simmetrica, ma l'asimmetria è dovuta alla rotazione, che altera la velocità dell'aria tra i due lati del pallone. E' lo stesso principio con cui volano gli aerei e con cui le macchine di Formula 1 rimangono a terra, ma in quel caso l'asimmetria è dovuta proprio alla forma dell'ala e dell'alettone.
Naturalmente maggiore è la rotazione del pallone, maggiore risulterà l'effetto, poiché si incrementerà la differenza di velocità tra i due lati della sfera. Tuttavia la palla potrebbe risultare talmente lenta da riuscire a stento a scavalcare la barriera. :D
Dieser Beitrag wurde zuletzt von Trentotto am 16.11.2013 um 00:09 Uhr bearbeitet Zeige Ergebnisse 1-5 von 5.
16.11.2013 - 11:03 Uhr
16.11.2013 - 11:55 Uhr
Nel caso di Honda la causa dell'effetto è molto chiara se ci si ferma nel fotogramma 0:32
Colpisce il pallone con l'esterno sinistro del piede facendo ruotare il pallone in verso antiorario (lo stesso verso di un destro quando tira d'interno, motivo in più per cui il portiere è stato spiazzato), quindi la palla va a sinistra. Da notare anche la posizione di Honda durante il tiro che gli facilita l'esecuzione.
Nel caso di Pirlo contro il Napoli non è presente un effetto rilevante. Il tiro di Pirlo non è molto forte, ma è piazzato, infatti vedendo più volte il goal al replay si può notare come la traiettoria sia quasi una parabola perfetta. In altre punizioni di Pirlo si vede chiaramente come a causa della rotazione la sfera subisce una forza verso il basso.
Colpisce il pallone con l'esterno sinistro del piede facendo ruotare il pallone in verso antiorario (lo stesso verso di un destro quando tira d'interno, motivo in più per cui il portiere è stato spiazzato), quindi la palla va a sinistra. Da notare anche la posizione di Honda durante il tiro che gli facilita l'esecuzione.
Nel caso di Pirlo contro il Napoli non è presente un effetto rilevante. Il tiro di Pirlo non è molto forte, ma è piazzato, infatti vedendo più volte il goal al replay si può notare come la traiettoria sia quasi una parabola perfetta. In altre punizioni di Pirlo si vede chiaramente come a causa della rotazione la sfera subisce una forza verso il basso.
17.11.2013 - 02:26 Uhr
Credo che l'effetto Magnus sia una delle cause, ma non l'unica di questi colpi.
E' prevalente in un cross, dove la curva della palla è quasi costante.
A mio parere .cambi di traiettoria improvvisi sono frutto di fenomeni aerodinamici più complessi, associati alla reazione elastica del pallone a seguito del calcio.
E' prevalente in un cross, dove la curva della palla è quasi costante.
A mio parere .cambi di traiettoria improvvisi sono frutto di fenomeni aerodinamici più complessi, associati alla reazione elastica del pallone a seguito del calcio.
17.11.2013 - 20:10 Uhr
Zitat von Murumbi:
Credo che l'effetto Magnus sia una delle cause, ma non l'unica di questi colpi.
E' prevalente in un cross, dove la curva della palla è quasi costante.
A mio parere .cambi di traiettoria improvvisi sono frutto di fenomeni aerodinamici più complessi, associati alla reazione elastica del pallone a seguito del calcio.
La reazione elastica del pallone secondo me è trascurabile, poiché è una forza che andrebbe contro la direzione del tiro, essendo appunto una reazione. La palla tenderebbe a comprimersi e ad espandersi fino a tornare alla sua forma iniziale,essendo la reazione elastica, non plastica.
Cambi improvvisi di traiettoria rispetto alla rotazione al limite sono dovuti al vento, l'effetto Magnus è semplificato nel caso l'aria si stagnante, o in quiete.
Credo che l'effetto Magnus sia una delle cause, ma non l'unica di questi colpi.
E' prevalente in un cross, dove la curva della palla è quasi costante.
A mio parere .cambi di traiettoria improvvisi sono frutto di fenomeni aerodinamici più complessi, associati alla reazione elastica del pallone a seguito del calcio.
La reazione elastica del pallone secondo me è trascurabile, poiché è una forza che andrebbe contro la direzione del tiro, essendo appunto una reazione. La palla tenderebbe a comprimersi e ad espandersi fino a tornare alla sua forma iniziale,essendo la reazione elastica, non plastica.
Cambi improvvisi di traiettoria rispetto alla rotazione al limite sono dovuti al vento, l'effetto Magnus è semplificato nel caso l'aria si stagnante, o in quiete.
18.11.2013 - 15:13 Uhr
A volte il pallone sembra comportarsi come un palloncino (o come un oggetto di densità trascurabile) .
Credo cre l"argomento da approfondire sia l'attrito viscoso.
Credo cre l"argomento da approfondire sia l'attrito viscoso.
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