Wie beeinflusst der Luftdruck den Sprung eines Fußballs?

Eine vorhersagbare Bounce macht Fußball auf der Amateur-Ebene angenehmer. Und es ist eine Notwendigkeit bei einem High-Stakes-Profi-Spiel, wo ein begabter Athlet wie der brasilianische Star Marta mit einem Ball arbeiten muss, der in Reaktion auf eine kunstvolle Berührung des Fußes richtig hüpfen wird. Der Luftdruck ist eine der Variablen, die den Sprung des Fußballs beeinflusst, denn jeder, der jemals einen Ballsport gespielt hat, fängt intuitiv an.

Die FIFA-Gesetze des Spiels enthalten eine Passage in Law 2, The Ball, die erfordert, dass der Ball sphärisch und auf einen Druck gleich 0,6 bis 1,1 Atmosphäre, das Äquivalent von 8,5 bis 15,6 psi auf Meereshöhe aufgeblasen wird. Englisch theoretischer Physiker und Fußballspieler John Wesson schreibt in “The Science of Soccer”, dass diese Regel eigentlich bedeutet, einen Druckunterschied zwischen Innen und Außenseite des Balles zu fordern. Die Außenseite des Balles ist 1,0 Atmosphäre, erklärt er, und das Innere des Balles ist diese Figur plus die FIFA-Anforderung, nämlich 1,6 bis 2,1 Atmosphäre. Er weist darauf hin, dass etwas weniger als 1,0 Atmosphäre würde den Ball zusammenbrechen, und ein Druck von 1,1 Atmosphäre würde in einem Floppy, kaum aufgeblasen Ball führen.

Der Sprung des Fußballs “scheint so natürlich, dass die Notwendigkeit einer Erklärung nicht offensichtlich erscheinen mag”, schreibt Wesson. Um das Offensichtliche zu beschreiben, stellt er fest, dass, wenn ein solider Ball springt, wie ein Golfball, die Elastizität des Balles Material erlaubt es zu springen. Eine hohle Kugel mit einem Gehäuse, wie ein Fußball, hat fast keine Elastizität, so dass eine fallende deflationierte Kugel liegt flach auf dem Boden. Das Deflatieren eines Fußballs vom empfohlenen Maximum kann in der Praxis wirklich hilfreich sein, zum Beispiel, wenn Sie an dem Jonglieren des Balles arbeiten möchten und wollen, dass es weniger von Ihrem Übungsfuß abprallt, merkt Alan Hargreaves in “Skills and Strategies for Coaching Soccer. ”

Ein unter Druck stehender Fußball erhält seine Elastizität und springt von den Luftmolekülen, die in seinem Gehäuse mit einem größeren Volumen gefangen sind als in der Außenatmosphäre. Die Moleküle bewegen sich in zufälliger Richtung mit hoher Geschwindigkeit, kollidieren miteinander und das Innere des Kugelgehäuses, um Druck und eine steife Oberfläche zu erzeugen. Luftdruck ist einer von drei Faktoren, die die Dauer des Bounce beeinflussen, wobei die anderen seine Größe und sein Gewicht sind. Da die FIFA die Größe und das Gewicht des Spielballs bei 27 bis 28 Zoll und 14 bis 16 Unzen standardisiert, liefert der Druck die wahrscheinlichste Variable, um ein Bounce zu beeinflussen.

Bevor der Ball den Boden berührt, ist der Luftdruck im ganzen Ball gleichmäßig, schreibt Wesson. Aber wenn der Ball auf den Boden springt, verformt er und erhöht den Luftdruck um den deformierten Bereich und schnell im gesamten Innenraum des Balls. Der gleichmäßige Druck während des Bounce erhöht sich, weil der Kontakt des Bodens des Balles mit dem Boden das Ballvolumen reduziert. Ein Ball, der den Boden bei 20 mph erreicht, lenkt etwa 1 Zoll, und der Druck steigt um etwa 5 Prozent, bemerkt er.

Verordnungen

Elastizität

Druck

Bodenkontakt