Fodboldspillerne udnytter fysikkens love

Fodboldspillere kan fascinere millioner af seere med deres kringlede kunstner på det grønne tæppe. Vi dykker ned i fysikken bag nogle af VM historiens højdepunkter.

Fodboldspillerne udnytter fysikkens love

Fodboldspillere kan fascinere millioner af seere med deres kringlede kunstner på det grønne tæppe. Vi dykker ned i fysikken bag nogle af VM historiens højdepunkter.

Scroll for at læse

VM i fodbold er over os. Dagligt ser vi topspillerne levere den ene imponerende aktion efter den anden. De bedste spillere formår endda at udnytte fysikkens love.

Sammen med John Rasmussen, professor i biomekanik ved Aalborg Universitet, gennemgår vi her nogle af de områder ved fodboldspillet, hvor fysikkens love kan have en afgørende rolle.

Det sensationelle skru

Skruebolden er et af de kendte fænomener, som de bedste fodboldspillere i verden kan mestre i en grad, der får det til at virke helt unaturligt.

Et af de smukkeste eksempler på det er den Brasilianske landsholdsspiller Nelinhos mål mod Italien i 1978. Fra en næsten umulig vinkel overlister han målmanden fra kanten af feltet og udligner stillingen i bronzekampen, som Brasilien ender med at vinde.

I videoen er det tydeligt at se, hvordan Nelinho sparker til boldens ene side med ydersiden af skoen. Det får bolden til at dreje rundt med uret, hvorefter den bevæger sig mod højre, forbi målmanden og ind i mål.

Og Nelinhos mål er et klassisk eksempel på en veldrejet skruebold. Hvor meget bolden bevæger sig til den ene eller anden side afhænger nemlig af, hvor hurtigt bolden drejer rundt.

Når bolden drejer rundt, påvirker den luften omkring sig. De små luftmolekyler følger med boldens drejning rundt og ender på den ene side af bolden. Det skaber et tryk fra den side som skubber bolden til den anden side. Den effekt omtales som Magnuskraften.

Magnuskraften Bolden bevæger sig fra højre mod venstre og drejer med uret. Når bolden drejer, får den luftens strømninger til at bevæge sig forskelligt omkring den og det skaber et højere tryk på den ene side.

Kraften kaldes Magnuskraften og den påvirker en bold vinkelret på dens bevægelsesretning. Derfor bevæger bolden sig opad her.

Kanonkugler med knæk i

Et frispark til Japan i en umiddelbart ufarlig position skulle vise sig, at blive det endegyldige søm i kisten for Danmarks VM-deltagelse i 2010. Keisuke Honda trak nemlig et af sine signaturspark frem. Et knækspark.

Det overrumplede fuldstændigt Thomas Sørensen i det danske mål. Og knæksparket er en af de sværeste udfordringer for målmændene i moderne fodbold.

Hvis man fokuserer nøje på bolden i videoen bliver det tydeligt, hvor lidt den drejer rundt i luften på sin vej mod netmaskerne i det danske mål.

Og netop dét er en af nøglerne til et uforudsigeligt knækspark. Fænomenet bag kaldes Von Kármán-effekten.

Von Kármán-effekten Luftens strømning omkring en fodbold skifter mellem forskellige tilstande, som afhænger af boldens hastighed.

Boldens hastighed falder hele tiden på grund af luftmodstanden, så strømningen kan pludseligt skifte fra den ene tilstand til den anden.

I et bestemt hastighedsinterval opstår en såkaldt von Karmán-effekt, hvor bolden pludseligt og tilsyneladende kaotisk skifter retning og springer i luften.

Det uendelige svæv

I finalen ved VM i 2006 oversprang italienske Marco Materazzi alt og alle for at nå op til Andrea Pirlos indlæg. Helt utroligt, når han højest og stanger det udlignende mål i nettet. Det højtflyvende indgreb fra den italienske forsvarsspiller skyldtes ikke blot hans 193 cm. Det skyldtes i høj grad også hans teknik.

Marco Materazzi skaber et ekstra svæv i luften ved at sparke sit venstre ben ned, da han ellers er nået sit højeste punkt i springet. Det betyder, at han kan lade sit hoved hænge højere i luften en smule længere.

Marco Materazzi skaber et ekstra svæv i luften ved at sparke sit venstre ben ned, da han ellers er nået sit højeste punkt i springet. Det betyder, at han kan lade sit hoved hænge højere i luften en smule længere.

Flyt tyngdepunktet i kroppen Når du hopper følger dit tyngdepunkt en parabel indtil du lander på jorden igen.
Vi kan selv ændre hvordan kroppen fordeler sig omkring tyngdepunktet. Er du helt sammenkrøllet, er tyngdepunktet i din krop et andet sted end hvis du var udstrakt.

Derfor kan du i princippet flytte dit hoved højere op i luften ved at lave en pludselig, veltimet bevægelse, hvor du sparker benene hårdt nedad, når dit tyngdepunkt er på toppen af parablen. Og så ser det ud som om, man svæver i luften.

To gange overligger = mål

Hele England jublede, da Frank Lampard elegant sendte en halvflugter på overliggeren og ind i målet bag Tysklands keeper Manuel Neuer i gruppekampen mellem de to lande i 2010.

Scoringen ville udligne stillingen og genoplive englændernes drømme om videre avancement.

Problemet var bare, at dommeren underkendte målet. I stedet endte kampen 4-1 til tyskerne. Men faktisk kunne der kun være mål i situationen, hvor bolden ramte overliggeren hele to gange.

Havde dommeren tænkt lidt mere logisk over de fysiske aspekter, havde han nok dømt mål.

Overligger og skru Når en bold bliver sparket i retning mod målet, og rammer overliggerens underside, ryger den nedad med et skru, der gør at den bevæger sig ud af målet når den rammer jorden.

Det betyder at den skal bevæge sig fra et punkt bag målstregen for at kunne ramme overliggeren igen. Dermed må bolden have befundet sig bag overliggeren og dermed stregen, da den ramte jorden.

Credit


Tekst: Niels Anton Heilskov og Lasse From

Video: Christoffer Bakholdt Dibbern og Lasse From

Grafik: Mathis Birkeholm Duus og Lasse From



Kilde og tak til John Rasmussen, Professor i Biomekanik, Institut for Materialer og Produktion ved Aalborg Universitet.