Piłka na chłodnym stadionie „wyhamowuje” w locie

W sobotę o godz. 14 czasu polskiego biało-czerwoni spotkają się na Education City Stadium z Arabią Saudyjską, która w swoim inauguracyjnym występie sensacyjnie pokonała 2:1 Argentynę. Będzie to jedyny mecz w fazie grupowej, który podopieczni trenera Czesława Michniewicza rozegrają na klimatyzowanym obiekcie.

„Zmiany temperatur wpływają na zmianę gęstości powietrza. Im niższa temperatura, tym większa gęstość. Zmiana temperatury z 25 na 15 stopni Celsjusza zwiększa gęstość powietrza o ponad trzy procent. To z kolei przekłada się na zwiększenie siły oporu aerodynamicznego działającego na piłkę” - tłumaczy profesor Beata Bochentyn z Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Politechniki Gdańskiej, która od wielu lat razem z profesor Aleksandrą Mielewczyk-Gryń z tego samego wydziału bada zjawiska fizyczne zachodzące w rozgrywkach sportowych.

Polscy piłkarze muszą liczyć się z tym, że w sobotę piłka będzie zachowywać się inaczej niż we wtorkowym zremisowanym 0:0 meczu z Meksykiem.

„Piłka będzie bardziej +wyhamowywana+ w locie i poleci nieco krócej oraz na niższej wysokości na chłodnym stadionie, czyli takim, na którym Polacy zagrają z Arabią Saudyjską. Te zmiany podczas podań i strzałów, zwłaszcza z większej odległości, mogą wynieść nawet od kilkunastu do kilkudziesięciu centymetrów, co może oznaczać np. trafienie w +okienko+, albo w trybuny” - dodała Bochentyn.

W odróżnieniu od spotkania z Meksykiem piłka może również nabierać niespodziewanej rotacji i tym samym zaskakiwać obrońców, a przede wszystkim bramkarzy. Podczas strzelania podkręconych piłek często zachodzi tzw. efekt Magnusa, który objawia się lotem po torze w kształcie rogala.

„Przypomnijmy sobie fenomenalny strzał Roberto Carlosa w towarzyskim meczu Brazylia - Francja w 1997 roku. Udało mu się go oddać dzięki temu, że zakrzywienie toru lotu zależy od ciśnienia powietrza w otoczeniu piłki oraz od prędkości ruchu futbolówki. Tak samo uderzona piłka na +ciepłym+ stadionie skręci zatem mniej niż na stadionie klimatyzowanym. Zmiany te są co prawda na poziomie kilku procent, jednak w skrajnych sytuacjach mogą +zrobić różnicę+” – podkreśliła Mielewczyk-Gryń.

Wpływ na gęstość powietrza, oprócz temperatury, ma również wilgotność. Wilgotne powietrze ma mniejszą gęstość niż suche.

„W Katarze wilgotność jest bardzo wysoka, nawet rzędu 50-60 procent, co może przekładać się na większą wilgotność murawy, a w konsekwencji mniejsze tarcie piłki i butów o podłoże. Z drugiej strony nawierzchnia jest raczej zraszana przed meczem, zatem można przyjąć założenie, że wilgotność powietrza może nie mieć dużego znaczenia. Wręcz przeciwnie, wysoka temperatura otoczenia może spowodować szybkie odparowanie wody i dokładnie odwrotny efekt. Trawa szybko zrobi się sucha, zatem wzrośnie siła tarcia. Potocznie mówiąc, w takich okolicznościach podłoże zrobi się +tępe+” – wyjaśniła Bochentyn.

Fizyczki z gdańskiej uczelni poddały również analizie obroniony przez bramkarza Meksyku strzał z rzutu karnego Roberta Lewandowskiego.

„Nasz kapitan zmodyfikował sposób poruszania i nie zmienił, jak zwykle, tempa przy nabiegu. Wcześniej niemal zawsze wyraźne zwalniał bezpośrednio przed kopnięciem piłki, a tym razem podbiegł do niej z dość jednostajną prędkością. Dlatego jego ruch przed kopnięciem był dużo mniej sprężysty, a stopa przemieściła się po bardziej płaskim torze” – zauważyła Mielewczyk-Gryń.

Z kolei Bochentyn zaznaczyła, że każdym zderzeniem, w tym przypadku stopy o piłkę, rządzą zasady zachowania pędu i energii.

„Prędkość stopy przed kopnięciem piłki i kąt, pod jakim but uderza w piłkę, przekładają się bezpośrednio na to, pod jakim kątem i z jaką prędkością piłka poleci do bramki. Tym razem na pewno poleciała zbyt płasko i zbyt wolno. +Lewy+ chciał zapewne zmylić przeciwnika i zmienił technikę strzału, ale czasami lepiej nie modyfikować czegoś, co do tej pory świetnie działało” - podsumowała.