Memahami Bola Sepak dari Aspek Fizik

dauswq

DAYA GESERAN





Apabila bola bergerak sepanjang permukaan, ada komponen daya yang sejajar dengan permukaan (rumput). Daya yang  selari disebut gaya geseran. Sebuah bola sepak yang berguling di permukaan rumput menghasilkan geseran, dan daya bergeseran tersebut adalah bertentangan dengan arah bola tersebut.




Persamaan   digunakan untuk menentukan  daya geseran bola sepak itu. Mengikut persamaan ini, daya gesekan (f) adalah sama dengan daya normal (daya yang bertentangan dengan permukaan bola)didarabkan dengan pekali geseran (merujuk kepada rumput). Pekali geseran akan berubah-ubah mengikut jenis permukaan tersebut. Jika permukaan itu kasar, makan pekali geseran lebih besar, maka semakin banyak daya geseran dihasilkan. Semakin banyak geseran antara bola dan permukaan, semakin lambat bola akan bergerak di lapangan. Maka, aksi menggelek bola boleh dikatakan membazir tenaga.

TEKNIK PERTAMA: jauhi permukaan yang kasar...

GERAKAN PROJEKTIL





Seringkali apabila berbicara tentang gerakan projektil, "drag force" atau geseran udara diabaikan.
Gerakan projektil boleh dilihat dalam bentuk lintasan parabola.

Apabila berbicara tentang Gerakan projektil , gerakan objek perlu dipertimbangkan pada 2 komponen - mencacang dan mengufuk.
Halaju pada komponen mencacang dipengaruhi  oleh graviti manakala halaju pada komponen mengufuk adalah sentiasa malar.
Pengiraan boleh dilihat mengikut cara di bawah:

Contoh



Seorang pemain ingin menyepak bola pada ketinggian  2.00 meter di atas tanah pada sudut 32 °. Jika kelajuan awal bola sepak bola adalah 8.00m / s, berapa jarak tempuh dengan bola? (Rintangan udara diabaikan).



Penyelesaian



Beberapa persamaan kinematik digunakan...Pertama sekali kita perlu mengetahui kelajuan awal bagi setiap komponen mencacang (y) dan mengufuk (X) .


X kelajuan: Vx = V (cosθ)

Y kelajuan: Vy = V (sinθ)



V0x = 8.00m / s (cos32 °) = 6.78m / s


V0y = 8.00m / s (sin32 °) = 4.24m / s



Sekarang kita boleh menggunakan halaju y untuk mengira jumlah masa yang diambil bola sepak untuk mencapai ketinggian tersebut (Bola tiba pada ketinggian 2.00m). Kita boleh menetapkan y = 0 dan y0 = 2.00 untuk menunjukkan bahawa kita ingin tahu bilamana bola itu menyentuh tanah. Gunakan persamaan kinematik:

Y = y0 + v0yt + (1 / 2) ayt2


Y = 2.00 + 4.24t + (1 / 2) (-9,8) t2 = 0

Jadi, dengan menggunakan rumus kudratik, t = 1.20s


Untuk mencari julat, kita dapat menggantikan nilai ini waktu ke dalam persamaan untuk kedudukan x:

X = x0 + v0xt


X = 0 + 6.78 (1.20) = 8.16m


Maknanya di sini, pada ketinggian 2.00 m, jarak mengufuk adalah 8.16 m.
Jarak mengufuk bagi bola menyentuh lantai adalah 2 kali 8.16 m = 16.32 m.

Kesimpulannya, untuk memaksimumkan jarak bola ke gol adalah dengan meningkatkan halaju awal bola (tambahkan kekuatan tendangan), dan  mengurangkan sudut tendangan tersebut.

Walaubagaimanapun, dalam bola sepak, graviti dan geseran udara  mempengaruhi lintasan parabola bola sepak. Bentuk projektil tidak simetrik seperti yang digambarkan. Hal Ini kerana pengaruh ringtangan udara menyebabkan julat jarak mengufuk menjadi semakin kecil daripada apa yang kita sangkakan.


PRINSIP BERNOULLI MEMPENGARUHI LENCONGAN BOLA



Secara umumnya, semakin tinggi tekanan udara, semakin tinggi rintangan udara. Setelah bola ditendang , tekanan udara di depan bola tersebut meningkat, menyebabkan rintangan udara di sekelilingnya meningkat. Kenaikan rintangan udara menyebabkan daya geseran bertambah (rujuk kepada first case) dan ini menyebabkan bola bertindak membelakangi arah tendangan (bola terdorong itu kembali ke belakang). Mengikut Hukum Newton ke-2, jumlah daya yang terhasil ke depan adalah rendah dan ini menyebabkan halaju bola di udara berkurang. Apabila halaju kurang, maka julat jarak dihasilkn rendah darpada yang kita sangkakan.







Bentuk bola sepak menyerupai suatu alotrop karbon disebut "buckyball", yang diberi nama setelah seorang arkitek, Buckminster Fuller. Bentuk ini dinamakan poligon dengan 60 bucu dan 32 permukaan yang berpotensi untuk menghasilkan aerodinamik. Kualiti aerodinamik sesuatu bola sepak dapat ditentukan melalui interaksi bola sepak dengan dengan atmosfera.



  


Kadangkala dalam perlawanan bola sepak, adalah penting untuk membuat lencongan bagi menjaringkan gol.
Lihat gambar putaran bola di atas. Semakin dekat udara di pusat graviti, semakin berpotensi untuk bola mengekalkan halajunya di udara.

Menurut Prinsip Bernoulli, tekanan pada bola dapat dikurangkan jika halaju putaran bola (bukan halaju  perjalanan bola)
sama dengan halaju aliran udara. Prinsip Bernoulli mengatakan bahawa "sekiranya kelajuan sesuatu bendalir bertambah, maka tekanan akan menjadi  rendah", dan sebaliknya. Apbila tekanan rendah pada satu sisi bola, maka sisi yang lain akan mempunyai tekanan yang tinggi dan perbezaan tekanan antara kedua-dua sisi bola menyebabkan bola melencong ke satu sisi. Lihat gambar di bawah untuk penjelasan lanjut. Contoh yang boleh dibandingkan adalah - bagaimana kapal terbang boleh terbang ke udara dan membuang pusingan pada kedudukan tertentu.

Contoh


Roberto Carlos, pemain bola sepak terkenal dengan  tendangan lencongan menakjubkan ke gawang gol  walaupun ditutup dengan yang barisan "defender".  

Untuk mendapatkan posisi yang diinginkan, Roberto Carlos menendang bola dengan kekuatan daya yang cukup untuk membuat
gulungan dan menyebabkan putaran bola terhasil pada kelajuan tertentu.

Kelajuan tendangannya mempengaruhi sudut lengkungan bola. Carlos menendang dengan bahagian luar kakinya, sehingga dia menyepak bola pada kelajuan kira-kira 70 mph. Bola kemudian melengkung ke gawang gol.

EDITED: dauswq

dauswq

jika anda pertanyaan,
dipersilakan untuk menanya

RedDevils

Kalau saya hafal pun rumus ni, tapi takde bakat, nan hado hasilnya

dauswq

Reply 3# RedDevils

abis rumus kesan pembakaran glukosa tu boleh plak hafal

LEES

complicated y amat main bola dlm teori fizik

bezita60

Reply 2# dauswq


  pernah guna Bernoullian expression for polymer confirmation by NMR spectroscopy.
  tak sangka prinsip sama utk bola sepak.

  camne pula dgn rekaan bola sepak tu sendiri? teori?
  lebih kurg mcm bola golf juga ke?

dauswq

Reply 6# bezita60

yup...cuba klu korang main bola sepak pakai bola keranjang,
susahler kalau korang nak buat lencongan maut ke gawang gol...

bola keranjang diperbuat daripada permukaan kasar dan bahan yang menyebabkannya cepat melantun...
ini memudahkan pemain melakukan "bounce-back" ...
berbeza kesannya kalau korang guna bola sepak untuk dilantunkan

berkenaan bola gof pula, bentuknya seperti bola keranjang tapi versi kecil dan juga berat kan?

dauswq

Reply 5# LEES

sebenarnya teori fizik tidak lain menjelaskan fenomena tertentu yang berlaku masa perlawanan bola sepak...

LEES

Reply  LEES

sebenarnya teori fizik tidak lain menjelaskan fenomena tertentu yang berlaku masa pe ...
dauswq Post at 30-4-2011 09:49 AM

    sure khairul fahmi terer fizik kann

dauswq

Reply 6# bezita60

anyway itu kaedah binomial bernoulli kan?
sbb aku gugel "NMR + bernoulli" , kuar yg tu jah

something to do bendalir tak?

dauswq

Reply 9# LEES

ye ker? cara tangkap harimau dia tu have something to do with physics.

kalau ada artikel yang menceritakan tentang kedudukannya di pintu gol pada masa tu (saat tangkapan itu berlaku),
mgkn boleh bantu ceritakan sedikit fenomenanya

LEES

lees minat irfan bachdim arap chewan x jeles

LEES

Reply 11# dauswq


    inikah tangkapan harimau ...

RedDevils

Reply  RedDevils

abis rumus kesan pembakaran glukosa tu boleh plak hafal
dauswq Post at 30-4-2011 05:35

mustilah kena hafal...kalau tak tak boleh jadi dukun

RedDevils

Daus, kamu telah rungkai kan rahsia di sebalik kehebatan sepakan lencong Roberto Carlos.

Bagaimana pula rahsia sepakan lencong Beckham dan Cristiano Ronaldo ?

Adakah mereka menggunaka pakai formula yang sama?

dauswq

Reply 15# RedDevils

ada news artikel pasal tu tak kaka red?
saya tak tgk liga Inggeris sblm ni

dauswq

Reply 14# RedDevils

tp matematiknya kena wat jugak kan...formulanya ttp kena igt

RedDevils

Reply  RedDevils

ada news artikel pasal tu tak kaka red?
saya tak tgk liga Inggeris sblm n ...
dauswq Post at 30-4-2011 10:37

formula tu mmg rasanya tepat bila berbicara pasal Roberto carlos..sebab style sepakan dia, curvature kaki dia mas ambil sepakan memang standard...cuma saya mmg kagum tgk mcm mana Beckham buat 'bend it like beckham'  

bezita60

Reply 10# dauswq


binomial.
jadi lainla konsepnya ke?

emmm...patutlah

rurouni

macam mane plak kalau bola tu naik atas pastu turun bawah, selalu gak aku tengok player yg amik freekick cam CRonaldo wat...n adakah style kangkang die sebelum amik freekick mempengaruhi sepakan die