ロベルト・カルロスの不可能なゴールの背後にある科学：マグヌス効果の理解

要約

この記事では、サッカー史上最も有名なゴールの一つである、ロベルト・カルロスが1997年にフランスに対して決めた不可能に見えるフリーキックゴールの背後にある科学について掘り下げます。私たちは、ボールの回転が周囲の空気流に圧力差を生み出し、回転方向に曲がる原因となるマグヌス効果について探求します。また、このショットを実行する難しさや、マグヌス効果が他のスポーツにおいてどのように応用されているかについても議論します。

カルロスのゴールの準備

1997年のフランス対ブラジルの試合で、ロベルト・カルロスは直接ゴールに向かうラインがない35メートルのフリーキックを蹴りました。カルロスは不可能に見えるショットを試み、彼のキックは選手の外側に飛び出した後、ゴールポストにフックして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。しかし、ボールを曲げてスポーツ史上最も素晴らしいゴールの一つを決めたのはどのような力だったのでしょうか？

マグヌス効果

ニュートンの第一法則によると、物体は力が加わるまで同じ方向と速度で進みます。カルロスがボールを蹴ったとき、彼はそれに方向と速度を与えましたが、ボールを曲げたのはどのような力だったのでしょうか？その秘訣は回転にあります。カルロスはボールの右下隅にキックし、ボールを高く右側に飛ばすと同時に軸を中心に回転させました。ボールは、両側からの空気流によって飛行を開始し、両側で空気が流れてボールを遅くしました。一方の側では、空気はボールの回転方向と反対方向に動き、圧力が増加し、他方の側では、空気はボールの回転方向と同じ方向に動き、低圧力の領域を作り出しました。この差がボールを低圧力ゾーンに向かって曲げる原因となります。この現象をマグヌス効果と呼びます。

曲がったショットを実行する難しさ

このタイプのキックは、バナナキックとしてよく試みられ、美しいゲームをより美しくする要素の一つです。しかし、壁を曲がってゴールに戻るために必要な正確さ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落ちます。広すぎるとゴールに届きません。広すぎないと守備側にインターセプトされます。遅すぎると早々にフックし、またはフックしない場合があります。速すぎると遅すぎるとフックが遅れます。

他のスポーツにおけるマグヌス効果の応用

同じ物理現象により、見かけ上不可能なゴールであるアシストなしのコーナーキックを決めることができます。マグヌス効果は、テニスをプレイしていたときに発見された、アイザック・ニュートン卿によって最初に文書化されました。また、ゴルフボール、フリスビー、野球などにも適用されます。どの場合でも、ボールの回転が周囲の空気流に圧力差を生み出し、回転方向に曲がります。

そして、ここで質問です。ボールを十分に強く蹴ることで、ボールをブーメランのように自分の方まで飛ばすことは理論的に可能でしょうか？残念ながら、できません。ボールが衝撃で崩壊したり、障害物に当たらなかったとしても、空気がボールを遅らせるにつれ、その偏向角度は増加し、小さな円に螺旋状になり、最終的に停止します。そして、その螺旋を得るためには、カルロスの不滅のキックよりも15回以上もボールを回転させる必要があります。それでは、がんばってください。