Фізика футболу. "Неможливий" удар

Ефект Магнуса — виникання поперечної сили, яка діє на тіло, що обертається в потоці рідини (газу), який набігає на нього.

Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці. Або тут.

Під час матчу Франція-Бразилія у 1997 році юний бразилець Роберто Карлос готувався виконати 35-метровий штрафний удар.
Хоча прямий шлях до воріт було перекрито, Карлос наважився на неможливе.
Він так вдарив по м'ячу, що той оминув гравців, проте замість вилетіти за межі, він повернув ліворуч та поцілив у ворота.
Відповідно до першого закону Ньютона, об'єкт має сталий прямолінійний рух та швидкість, поки до нього не застосують силу.
Вдаривши по м'ячу, Карлос задав йому напрям і швидкість, але чому м'яч відхилився від руху, ставши одним із найвеличніших голів в історії спорту?
Секрет в обертанні.
Карлос вдарив по нижній правій частині м'яча, в результаті чого той полетів направо, обертаючись навколо осі.
Спочатку м'яч летів по прямій лінії, уповільнюючись внаслідок повітряних потоків з обох сторін.
З однієї сторони напрями руху повітря та обертання м'яча були протилежними, спричиняючи високий тиск, а з іншої — напрями руху повітря та обертання збігалися, створюючи зону низького тиску.
Це змусило м'яч рухатись по дузі в бік зони низького тиску.
Таке явище має назву ефект Магнуса.
Такий вид удару, який ще називають "крученим", постійно намагаються повторити.
Це одна з причин, чому футбол — неймовірна гра.
Та закрутити м'яч з необхідною точністю, так, щоб він оминув стінку та влучив у ворота, — складно.
Зависоко — він пролетить над ворітьми.
Занизько — влучить в землю ще до повороту.
Задалеко — він не влучить у ціль.
Заблизько — його перехопить захист.
Надто повільно — він або рано, або взагалі не поверне.
Зашвидко — він поверне надто пізно.
Схожі закони пояснюють інший, на перший погляд, неможливий гол — безконтактний кутовий удар.
Вперше ефект Магнуса задокументував Ісаак Ньютон, помітивши його під час гри в теніс у 1670 році.
Цей закон також стосується м'ячів для гольфу, фризбі та бейсболу.
У кожному випадку — результат однаковий.
Обертання м'яча створює тиск, протилежний потоку повітря, що вигинає його у напрямку обертання.
Цікаво, чи можна теоретично вдарити по м'ячу з такою силою, щоб він повернувся назад, як бумеранг?
На жаль, ні.
Навіть якщо м'яч не трісне від удару чи влучить у перешкоду, повітря уповільнить його рух, збільшуючи кут відхилу, внаслідок чого його спіральна траєкторія буде зменшуватись, аж поки він не зупиниться.
Щоб досягнути такої траєкторії, м'яч мусить обертатись у 15 разів швидше, ніж у славнозвісного удару Карлоса.
Тож хай щастить.