Tajemství „banánové střely“

Fyzik a chemik Heinrich Gustav Magnus (1802 – 1870), Doktorát získal na Berlínské Universitě. Zjistil na kolik ovlivní rychlost, rotace a vzduch dráhu dělostřeleckých střel.

Větrný tunel, vysokorychlostní kamery a špičková počítačová simulace pomohla britským fyzikům z university v Sheffieldu odhalit tajemství „banánových střel“. Do historie fotbalu vstoupil „banánový kop“ například v podání Roberta Carlose při zápase brazilské reprezentace s týmem Francie v roce 1997.  Brazilský hráč vystřelil z dobrých třiceti metrů. Francouzský reprezentační brankář Fabien Barthez zůstal v klidu.

Zvětšit obrázek

Částice, které lpí na povrchu jsou unášeny ve směru jeho pohybu. V místě A se setkávají se vzduchem, proudícím proti nim, tím vznika zhuštění. V místě B nastane zředění. Výsledkem je magnusova síla (FM).

Míč mířil nejméně metr vedle branky. Stejnému dojmu propadl i podavač míčů, který krčil vedle branky v obavě, že ho prudká střela strefí. Jenže pak se míč náhle stočil doleva. Skrčeného chlapce ani v nejmenším neohrozil a k Barthesovu zděšení skončil v síti.

Brazilští fanoušci mohli zbořit stadion.

Britští vědci došli k závěru, že „banánové střely“, při kterých se míč nejprve pohybuje víceméně rovně a teprve v druhé části své trajektorie se prudce stočí, jsou výsledkem působení tzv. Magnusova efektu popsaného poprvé už v 19. století německým fyzikem Gustavem Magnusem. Dráhu letícího tělesa ovlivňují tři základní veličiny- rychlost letu tělesa, jeho rotace a odpor, který tělesu klade okolní vzduch.

Magnus zkoumal, nakolik tyto vlivy  ovlivní dráhu dělostřeleckého granátu. Britští fyzikové zjistili, že stejné zákonitosti určují i dráhu míče při „banánových“ kopech. Hráč udělí při kopu míči vysokou rotaci a ten se otočí se kolem osy desetkrát za sekundu.

Zvětšit obrázek

Pavel Nedvěd patří k mistrům, kteří to s magnusůvým efektem umí.

Zpočátku letí více než stokilometrovou rychlostí. Vzduch kolem míče víří tak divoce, že se rotace neprojeví a míč letí rovně. Rychlost míče ale rychle klesá a při čtyřiceti kilometrech se proudění vzduchu kolem něj urovná. Okamžik „urovnání“ vzdušných vírů do značné míry ovlivňuje povrch a materiál, z kterého je míč vyroben. Při nižší rychlosti a „hladkém“ proudění vzduchu  se projeví rotace míče.

Na jedné straně se míč točí ve směru svého letu a na druhé straně proti směru letu. Vzduch obtéká povrch míče z každé strany jinou rychlostí, a proto na něj působí z každé strany i jiný tlak. Vzniká tzv. Magnusova síly, která tlačí na míč ze strany a silně zakřiví jeho dráhu. Rotaci míče při kopu určuje nejen úhel, pod kterým hráč do míče kopne. V suchém vzduchu rotuje míč více než ve vlhkém. Mokrý míč rotuje méně než suchý.