Мяч Кубка мира имеет аэродинамику чемпиона

Увеличить / Мяч Adidas Al Rihla во время международного товарищеского матча между Японией и США США на Merkur Spiel-Arena 23 сентября 2022 года в Дюссельдорфе, Германия. Изображения ДеФоди через Getty

Как и на каждом чемпионате мира, на чемпионате мира по футболу 2022 года в Катаре игроки будут использовать новый мяч. Последнее, чего хотят участники, — это неожиданного поведения самого важного предмета экипировки на самом важном турнире в самом популярном в мире виде спорта.

Я профессор физики в Линчбергском университете и изучаю спортивную физику. Несмотря на разногласия по поводу коррупции и проблем с правами человека, связанных с чемпионатом мира в этом году, в науке и мастерстве футбола все еще есть красота. В рамках своего исследования каждые четыре года я анализирую новый мяч для чемпионата мира, чтобы понять, что помогло создать центральный элемент самой красивой игры в мире.

Физика сопротивления

Между ударами по воротам, штрафными ударами и длинными передачами многие важные моменты в футбольном матче происходят, когда мяч находится в воздухе. Поэтому одной из важнейших характеристик футбольного мяча является то, как он движется по воздуху.

Увеличить / На низких скоростях воздух будет просто касаться поверхности передней половины футбольного мяча, прежде чем отрываться организованным образом, называемым ламинарным потоком, как показано здесь, на этой фотографии в аэродинамической трубе. Джон Эрик Гофф (CC BY-ND)

Увеличить / На высоких скоростях воздух, движущийся над футбольным мячом, будет почти полностью проходить через заднюю часть мяча, прежде чем разделиться на хаотические вихри, называемые турбулентными потоками. Джон Эрик Гофф (CC BY-ND) Когда мяч движется в воздухе, часть мяча окружает тонкий слой практически неподвижного воздуха, называемый пограничным слоем. На низких скоростях этот пограничный слой будет покрывать только переднюю половину...