ロベルト・カルロスの不可能ゴールに隠された科学：マグヌス効果

要約

この記事では、スポーツ史上最も素晴らしいゴールの1つである、ロベルト・カルロスが1997年のフランス対ブラジル戦で決めた35メートルのフリーキックゴールの物理学について探求します。ボールの曲がりを担当するマグヌス効果について、ゴルフ、フリスビー、野球などの他のスポーツにどのように適用されるかについても説明します。また、キッカーがボールを十分に強く蹴って、ボールがブーメランのようにキッカーまで戻ってくる可能性があるのかという問いにも答えます。

不可能ゴール

1997年のフランス対ブラジル戦で、ロベルト・カルロスはサッカー史上最も壮観なゴールの1つを決めました。彼は35メートルのフリーキックを蹴り、ゴールへの直接のラインがない状況で、ボールを選手の外側に飛ばしました。しかし、アウトラインの直前に、ボールはゴールポストにフックし、ゴールを決めました。

マグヌス効果

ニュートンの運動方程式によると、物体は力が加わ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、ボールを曲げてゴールを決める力は何でしょうか？その秘訣はスピンにあります。カルロスはボールの右下のコーナーにキックし、ボールを高く右に送り、同時に軸を中心に回転させました。

ボールは、両側から流れる空気に乗って、見かけ上直接的なルートで飛び出しましたが、空気はボールのスピンと逆方向に移動し、高い圧力を生み出しました。一方、空気はスピンと同じ方向に移動し、低い圧力の領域を作り出しました。この違いがボールを低圧力ゾーンに向かって曲げました。この現象をマグヌス効果と呼びます。

バナナキック

このタイプのキックは、サッカーでよく試みられるもので、サッカーを美しくする要素の1つです。ただし、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困難です。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、ディフェンダーにインターセプトされます。遅すぎると早くフックしすぎたり、フックしなかったりします。速すぎると遅くフックしすぎます。

アシストなしのコーナーキック

同じ物理法則により、アシストなしで直接ゴールに入るように曲げることができる、別の不可能ゴールを決めることができます。

他のスポーツの物理学

マグヌス効果は、テニスをプレイしているときに発見され、サー・アイザック・ニュートンが最初に文書化しました。それはまた、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、ボールのスピンは周囲の空気流に圧力差を生み出し、スピンの方向に曲げます。

ボールをブーメランにすることはできるか？

ここで、質問です。理論上、ボールを蹴って、ブーメランのようにキッカーまで戻すことはできるでしょうか？残念ながら、できません。ボールが衝突して崩壊しなかったり、障害物に当たらなかった場合でも、空気がボールを遅らせるため、ボールの偏向角度が増加し、小さな円に螺旋状になっていき、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回以上ものスピンをかける必要があります。それでは、がんばってください。