ロベルト・カルロスの不可能なゴールの背後にある科学

概要

本記事では、フランスとブラジルの試合でのロベルト・カルロスの有名なゴールの背後にある科学について探求します。物理法則に反して、ボールが曲がってゴールポストに入ったマグナス効果について深く掘り下げます。

不可能なゴール

1997年、若きブラジルの選手であるロベルト・カルロスは、サッカーの歴史において最も素晴らしいゴールの一つを達成しました。フランスとの試合で、カルロスは35メートルのフリーキックを試みましたが、ゴールへの直接のラインはありませんでした。カルロスは、不可能と思われることに挑戦し、彼のキックは選手の外に飛び出しました。しかし、アウトラインに近づく直前に、ゴールポストにフックし、ゴールを決めました。カルロスのゴールは3ポイントでした。

マグナス効果

ニュートンの第一運動の法則によると、物体は力がかかるまで同じ方向と速度で移動します。カルロスがボールを蹴った時、彼はそれに方向と速度を与えましたが、ボールを曲げてゴールを決める力は何でしょうか？そのトリックはスピンにありました。カルロスはボールの右下隅にキックを置き、それを高く右に送りましたが、同時に軸を中心に回転させました。

ボールは、両側からの空気の流れに乗って飛行を開始し、減速しました。一方で、空気はボールのスピンと反対方向に動き、圧力が増加し、他方で空気はスピンと同じ方向に動き、低圧の領域を作り出しました。この差がボールを低圧ゾーンに曲げました。この現象をマグナス効果と呼びます。

バナナキックの技術

このタイプのキックは、バナナキックと呼ばれ、頻繁に試みられており、サッカーを美しくする要素の一つです。しかしながら、壁を曲がってゴールに戻るために必要な精度でボールを曲げることは難しいです。高すぎるとゴールの上を飛び越えます。低すぎると曲がる前に地面に当たります。広すぎるとゴールに届きません。狭すぎると守備選手にインターセプトされます。遅すぎると早めにフックしすぎるか、フックしないかもしれません。速すぎると遅れてフックします。

アシストなしのコーナーキック

同じ物理法則により、アシストなしのコーナーキックでも不可能と思われるゴールが決まることがあります。マグナス効果は、イギリスの科学者アイザック・ニュートンが1670年にテニスをしているときに発見されました。また、ゴルフボール、フリスビー、野球ボールにも適用されます。どの場合でも、ボールのスピンが周囲の空気流に圧力差を生み、スピンの方向にボールを曲げます。

すべての背後にある科学

マグナス効果は、ベルヌーイの原理の結果です。ベルヌーイの原理は、流体の速度が増加すると、その圧力が低下することを述べています。ボールが回転すると、ボールの両側の空気圧に差が生じ、ボールが曲がります。この効果は、ゴルフのような他のスポーツでも見られます。スピンがボールの軌道に影響を与えることがあります。

ボーメランボールは可能か？

質問です。理論上、ボールを蹴って十分な速度を与えることで、ボールをブーメランのように自分に戻すことができますか？残念ながら、それは不可能です。ボールが壊れたり、障害物に当たらなかったとしても、空気がボールを減速させるにつれて、その偏向角が増加し、小さな円に螺旋を描いて最終的に停止します。そして、その螺旋を得るためには、カルロスの不朽のキックよりも15倍以上の速度でボールを回転させる必要があります。成功を祈ります。